1985年Deutsch D證明，利用量子疊加態以及糾纏態進行信息處理，有時會比經典計算機更為有效。以相互糾纏的兩個量子位為例，我們可以將它的初始態制成4個輸入數據的相幹疊加態，即：?W> = ?00>+?11>+?01>+?10> 。當我們使用量子邏輯門，對量子態?W>進行線性運算, 與經典計算的根本區別在於，每次操作是對4個數據同時進行的（並行操作，分布式計算）。
在具有潛在優勢的各種物理系統中，利用捕獲的離子實現量子計算被公認是目前最成功的方案。最近，Ospelkaus C等，以及 Timoney N等分別在Nature 上撰文，報告了他們在操控捕獲離子方面的新進展。研究表明：用捕獲離子代表壹個個量子位，這樣的物理系統（在未來的實踐中, 大約包含數百萬個相互糾纏的離子）在執行大規模量子計算的任務中，潛能巨大。
類似於經典計算機，在量子計算機中基本組成是量子門，即對量子比特（qubits）實施操控的線路，如：與、或、非門，等等。如前所述，若幹量子比特之間的相互糾纏是量子門實現並行操控的基礎。壹群離子的糾纏將導致非直觀的現象：當我們依次測量壹個個離子的自旋，測量結果之間是相互關聯的；而對於沒有糾纏關系的壹群離子，測量結果將是完全隨機的。
在過去的幾年中，我們看到了壹批有關量子信息處理的突破性進展，它涉及離子捕獲、基於糾纏的量子算法、量子隱形傳態等。上述成果，幾乎無壹例外地使用激光束，用以實現離子間的糾纏以及操控。不幸, 激光束的使用帶來了花費高且聚焦困難等問題。Ospelkaus等這次使用的操控手段不是激光，而是使用微波，成功地實現了第壹個微波量子門操控。另壹方面，Timoney等的新進展，同樣涉及微波。用微波反復照射離子，使之達到壹個態，這個態與外部的幹擾退耦合。這項技術可以大大遏制執行計算任務的物理系統發生退相幹。使用微波的最大好處在於：可以使用波導結構（它被刻在微芯片上）引導微波輻射按特定的路線行進，以便微波與特定離子（借助於芯片上的電極，離子剛好被捕獲於芯片表面）發生相互作用。
（戴聞 編譯自 Nature 476（2011）：155，181和185）