淺談瀝青砼上面層路面平整度的控制及淺談量子計算機的發(fā)展

應用技術研究作者簡介：呂子泉男信息工程系副教授淺談瀝青砼上面層路面平整度的控制

摘要：路面平整度是高等級公路的一項重要指標。本文通過對規(guī)范的學習并結合親身實踐，對影響瀝青砼路面平整度的各個因素進行了較細致的分析，同時對路面的施工組織和管理方法也進行了初步探討。

關鍵詞：瀝青砼路面平整度控制1前言

隨著我國經濟的飛速發(fā)展，高等級公路建設方興未艾。由于瀝青路面具有表面平整、行車舒適、耐磨、噪音低、施工周期短、養(yǎng)護維修簡便等特點，因而被越來越多地應用到高等級公路中。同時對路面的質量也提出了更高的要求，除需具備堅實、平順、穩(wěn)定、防水、耐久等基本要求外，還必須具有高標準的平整度和抗滑性能等。

南京機場高速公路是江蘇省門第一路，國優(yōu)精品工程。全長28.756km，按六車道規(guī)劃、四車道標準建設，設計車速4處和服務區(qū)1120km/h，全線設互通立交處。計有路基土石方近基4km，特大橋、大橋6座，500萬m3，軟中小橋通131道。其路面面層結構為20cm二灰土25座，涵洞、道底基層、34cm二灰碎石基層以及6cmAC-25Ⅱ型瀝青砼下面層、6cmAC-25Ⅰ型瀝青砼中面層和層。在瀝青上面4.5cmAC-16B型瀝

青砼上面層開工之前指揮部提出了要確保路面平整度不大于要求，經過全0.65mm，爭創(chuàng)0.60mm以下的體建設者的努力，終于圓滿完成了預定目標。2路面平整度控制的技術措施

影響路面上面層平整度的技術因素很多，大體可分為施工前的準備、施工中的控制和施工后的保養(yǎng)三個部分。

2.1施工前的準備

2.1.1瀝青砼中面層質量缺陷的彌補

中面層的平整度對路面的最終平整度有著相當大的影響，因此必須保證中面層表面清潔、無雜物、平整、無明顯局部突起或低洼處。

(1)檢查橋頭搭板前后、中面層施工接縫，發(fā)現有凸檢查橋頭搭板前后、中面層施工接縫和橋梁接凹現象，應整修平整；對平整度嚴重超標的路段，應刨洗平整后再行鋪筑。因為在上面層松鋪系數和頂面高程一致的情況下，經壓實后下層的不平整仍會反映至上層，盡管這種不平整不如下層明顯。機場路在上面層施工前就因此刨去新鋪筑。200m以上中面層，之后重新鋪筑

(2)要用高壓水槍清除表面污染，保證表面整潔。對于泥砂污染逐段沖冼，并輔以人工清掃，在攤鋪的前一天要進行二次清洗，之后封閉交通；若被水泥砂漿污染，應先人工鑿除并用鋼絲刷，之后再清洗；對于刷不凈的地方，可噴灑粘層瀝青；因機、柴油污染引起的松動，則必須挖除后補平；對于中面層鉆孔取芯留下的孔洞應用混凝土填實抹平。

實踐證明，中面層平整度對提高路面上面層平整度起著關鍵性的作用，機場路中面層平整度標準差在下了堅實的基0.9mm左右，這為提高上面層的平整度打礎。

2.1.2嚴格控制原材料的質量

本工程采用了玄武巖加工而成的粗細集料。因為玄武巖具有強度高、棱角分明、耐磨耗等特性，適合瀝青上面層的路用性能。要求粗細集料潔凈、干燥、無風化、無雜質，符合規(guī)范規(guī)定的技術要求。玄武巖采用擇段選擇，定點供應。在供應協議中明確要求廠方提供的四種規(guī)格集料不得串料，每種規(guī)格的集料必須保證級配穩(wěn)定，不得有大的出入。

瀝青由指揮部統(tǒng)一供應新加坡其有關技術ESSO(埃索)牌瀝青，性質見表1。表1針入度

(0.01mm)延度

(cm)軟化點

(COC)

(°C)閃點

(COC)

(°C)含蠟量

(蒸餾法)

(％)溶解度

(％)熱老化

后質量

損失(％)熱老化后

針入度比(％)熱老化

后延度(cm)64.6＞15049.02921.9861.0390.381＞150經過目標配合比設計、生產配合比設計和生產配合比驗證三階段的設計和調試，

機場路瀝青上面層混合料在MARINI拌和機上調試結果如表2。

表2項目單位合成級配通過以下篩孔(mm)量(％)191613.29.54.752.361.180.600.300.150.075工地

實驗室99.087.681.065.041.329.420.116.511.310.46.4中心

實驗室10092.585.367.840.528.721.617.513.69.26.2東大

實驗室10090.282.262.940.929.321.716.78.98.45.5續(xù)表2項目

單位密度(g/cm3)空隙

率

(％)粒料

間隙

(％)飽和

度

(％)穩(wěn)定

度

(％)流值

(0.1mm)殘留

穩(wěn)定度

(％)實測理論工地

實驗室2.5642.6613.6015.0376.08.4034.075.0中心

實驗室2.6642.6643.5014.6476.109.3030.578.84東大

實驗室2.6552.6555.0715.9670.518.9232.879.04

生產配比設計中，為確保路面平整度，必須嚴格控制集料的最大粒徑和用量，

以及4.75系數的波2.36和0.075mm三檔規(guī)格料的通過量，以減少動，從而確保路面

的平整度。經分析比較生產配合比油石比最后采用4.9％。

2.1.3加強機械設備的調試和檢修

(1)家采用兩臺意機場路瀝青上面層有兩家施工單位，其中的一大利MARINI公司

生產的MHPL100生產能力每型拌和機，屬傳統(tǒng)間歇式瀝青砼拌和設備，設計臺

100t/h，實際生產能力80～90t/h干除塵后2次。礦料經冷料倉按級配定量供給，經

加熱烘篩分加入礦粉和瀝青均勻攪拌成混合料。該套設備具有精確的電子秤量系統(tǒng)、

紅外線高溫計和先進的除塵裝置，當出現溫度、進料數量等不符合要求時會自動報

警，是目前國際上較先進的瀝青拌和機。為確保路面平整度，每日必須對拌和樓進行

檢查保養(yǎng)，尤其是必須檢查拌和樓振動篩的完好程度，以防篩子破裂，造成級配變

化。同時根據每日抽提試驗，及時檢查級配情況，為第2天生產微調級配提供必要

依據。

(2)為確保路面平整度，攤鋪設備采用德國ABG公司422型履帶式攤鋪機，標準寬

度2.5m板為雙搗固器，最大寬度12m，最大攤鋪厚度30cm。因熨平拼裝式，經過雙搗

固器的搗實和振動作用，攤鋪后的混合料可達到預壓密實85％以上的度，從而減小了

壓路機初壓產生的推擠現象，有利于平整度的提高。同時還可以減少配套壓實機械的

數量和壓實遍數，以提高生產效率。另外該機具有液壓鎖緊裝置，在攤鋪作業(yè)中，由

于鋪設材料的承載能力低，為了阻止在機械停頓時熨平板的沉陷，可通過該裝置將熨

平板鎖緊。同時該機器具有液壓防爬鎖緊裝置，在攤鋪機出現故障或停機待料時，該

裝置可以防止因混合料溫度下降而引起的熨平板上浮，避免熨平板前混合料局部隆起

而影響平整度。攤鋪層的厚度和坡度由電子坡度調平裝置調節(jié)；粒料傳感器控制混合

料在熨平板前的高度；該設備還裝有自動找平裝置。

為確保路面平整度，在實際施工中引進了美國BLAW-KNOX公司生產的移動式基準

裝置。該裝置長(2×12)個可上下16.77m，在攤鋪機前面的基準梁上裝有24伸縮的

“雪撬”板，后面基準梁上裝有，可消除下層32(2×16)個可上下伸縮的膠輪(見圖1)

局部不平整，將原有路面縱坡鋪層基準獲(通過浮動均衡梁移動基準獲得)和新鋪層

(通過得)的平均高程結合在一起，與“走鋼絲”和攤鋪機本身自帶的找平裝置相比，

具有明顯的優(yōu)點，從而保證了路面平整度。

圖1正式攤鋪之前應調整好攤鋪機熨平板寬度、橫坡度、攤鋪厚度和熨平板初始工

作迎角等各項結構參數。

2.1.4酌情調整上面層的厚度

一般說來在一定范圍內，厚度越厚越有利于控制平整度。為確保路面平整度，

機場路將上面層厚度由原設計的4cm變更為4.5cm瀝青砼橋面鋪裝由4cm改為6cm分

兩；將某座長717m大橋的層鋪筑。原水泥砼橋面平整度偏差為3.64mm，攤鋪第一層

瀝青砼后平整度偏差為1.12mm，攤鋪第二層瀝青砼后平整度偏差達0.55mm。另外對

于部分中面層平整度較差的路段亦采用。加厚的辦法，變更為測該段上面層6cm上

面層分兩層攤，經檢平整度標準差達到0.57mm。

2.2施工中的平整度控制

2.2.1嚴防瀝青混合料的離析

瀝青混合料從拌和到鋪筑的過程中會出現以下幾種離析的可能：混合料從拌

和好到儲料倉；從儲料倉裝運到汽車；從料車卸到攤鋪機料斗；從料斗到螺旋布

料器以及在螺旋布料器的作用下也會出現離析的可能。因此必須采取各種措施

(諸如：裝料時汽車前后挪動，攤鋪時及時收攤鋪機料斗，經常檢查螺旋布料器等

等嚴控制瀝青混)，從合料的離析，否則會引起局部松鋪系數的波動，或引起攤

鋪面的拉痕而造成縱橫向局部微小的波浪，從而影響路面平整度。

2.2.2合理確定拌和能力和運輸能力

為了保證均勻、連續(xù)、不間斷地攤鋪，必須保證拌和樓達到一定的產量，

一般不推薦采用不同施工單位聯合供料的方法來確保必要的瀝青混合料產量。

因為不同施工單位素質不一，集料不盡相同，存在生產配比、拌和均勻性、

溫度控制較難統(tǒng)一等一系列問題。

2.2.3保證緩慢、均勻、連續(xù)、不間斷地攤鋪

(1)一要求，并指現行瀝青路面施工規(guī)范中第7.6.9條提出了這出“攤鋪過

程中不得隨意變換速度或中途停頓”。我們在實踐中感到這一要求是提高路面平

整度的關鍵環(huán)節(jié)。攤鋪速度不宜過快，因太快會影響到攤鋪后的預壓密實度和平

整度；但亦不宜太慢，否則會影響生產效率。攤鋪速度應結合拌和能力和平整度

的要求，推薦速度控制在2～4m/min之內。

(2)鋪機前料車較攤鋪過程中一般不宜隨意改變速度，禁止因攤多時加快速

度，或料車較少時而故意放慢速度等料。因為速度的變化必然導致攤鋪厚度變

化，為了保持厚度不變，就要調節(jié)厚度調節(jié)器以及島固器和熨平板的激振力與振

搗梁行程，以保證最終壓實面平整。但人工調節(jié)是憑經驗調節(jié)，在速度變化處終

歸會引起攤鋪后預壓密實度的變化，從而導致最終壓實厚度的差異，影響到路面

平整度。

(3)而引起中途停攤鋪中要絕對保證連續(xù)性，避免因待料等原因頓。雖然ABG

攤鋪機裝有防爬鎖裝置，但因混合料溫度下降會引起局部不平整，而且縱向調平

系統(tǒng)在每次起動后，仍需行駛采用跟機加3～8m后才能恢復正常，故切忌走走停

停，中途油，爭取每天只收工時停機一次。

(4)鋪機前灑落的運料車卸料時不得撞擊攤鋪機，并及時清除攤粒料，嚴禁人工

向攤鋪層上灑料，攤鋪層未壓實前不得隨意踩踏，以確保路面的平整度。

(5)嚴禁在攤鋪好的路段內人工補細料。

2.2.4瀝青混合料的碾壓

碾壓是瀝青路面施工最后一道工序，必須嚴格控制，否則將前功盡棄，無法達到

設計平整度的要求。

(1)壓實機具的類型及組合

常用的壓實機械有鋼輪和輪胎兩種壓路機。初壓應采用輕型鋼輪壓路機，以整平

和穩(wěn)定攤鋪層，避免縱橫向推擠；復壓選用輪胎壓路機，以使混合料密實、穩(wěn)定成

型，這是提高壓實度的關鍵；終壓的目的是消除輪跡，形成最后的壓實表面，宜選用

寬鋼輪壓路機。壓路機的規(guī)格、數量與行駛速度應與攤鋪機的施工寬度和攤鋪速度相

匹配。碾壓溫度與碾壓效果關系也很大，高溫時混合料塑性大，容易改變空隙而獲得

較好的平整度；而低溫時混合料不易變形，當重型壓路機碾壓時會形成裂紋，影響平

整度和密實度，因此要改變以前等混合料溫度降低到整度，不宜選110°表3型號質量(t)輪寬(m)遍數速度碾壓溫度(°C)初壓CC21

YSH100

YZC10B7

9

101.45

1.60

1.681

1

14～6120～140復壓YL16162.066～890～110終壓YSH150162.224～6＞70(2)壓路機的粘輪處理

壓路機碾壓中會出現混合料粘輪現象，對于鋼輪壓路機采用向輪上噴灑少量霧狀

水，并在噴水處覆蓋條布以增加灑水均勻性來解決；而對于膠輪壓路機則效果不佳。

若加大噴水量，又會導致攤鋪層表面冷卻過快，使其表面開裂，影響揉搓效果，降低

表面平整度。在實踐中發(fā)現采用蘸有機油和水的方法效果(1∶4)混合液的拖把跟涂輪

胎較好。待輪胎溫度升高后粘輪現象減輕，即可不涂或少涂混合液。

(3)注意事項

嚴禁急剎車和快速起步，兩端折回處的位置應呈階梯狀隨攤鋪機向前推進，及時

檢查輪胎壓路機輪胎的磨損狀況和壓力，碾壓時驅動輪應面向攤鋪機，壓路機不得停

在當時攤鋪的瀝青面層上，及時清除灑落或風吹到攤鋪層上的任何雜物等。

2.2.5接縫的處理

在施工結束時，攤鋪機在接近端部前約板稍稍抬起1m處將熨平駛離現場，人工鏟

齊后碾壓，用為界限，用3m直尺檢查端部平整度，以攤鋪層直尺脫離點處切割機切

縫，第二天用裝載機挖除，拖把拖洗干后用森林滅火器風干。

經事后分析平整度檢測結果發(fā)現，接縫的好壞對整體平均平整度有很大影響。往

往連續(xù)攤鋪路段平整度較好，而接縫處的一個點數據較差。因此，接縫水平是制約平

整度的一個重要因素。處理好接縫的關鍵首先是要舍得切除已冷卻坡下的瀝青面層。

另外新鋪好混合料橫向初壓后要適當補料除料，人工整平，消除因橫向碾壓推擠混合

料而導致的不平整。

2.3施工后的保養(yǎng)

施工完畢后的當天，斷絕一切交通，以防車輛污染或剎車啟動，影響路面平整度。

3瀝青砼路面施工暨路面平整度控制的管理方法

要建設成一條精品路，除需必要的先進技術外，施工組織管理則是至關重要的一

個環(huán)節(jié)，它和技術相輔相成，缺一不可，是辯證的統(tǒng)一體。技術先進而管理水平不

高，則無法發(fā)揮技術的積極作用，最終功虧一簣；若技術上有缺陷則可以通過強化管

理來彌補，從而獲得良好的效果。

3.1健全質保體系，強化質量意識

好的管理必須要建立一整套完善的制度，包括組織制度、獎懲制度等內容，而質

保體系的建立則是質量管理中的關鍵環(huán)節(jié)?；谶@一思想，指揮部首先調集監(jiān)理力量

專門成立兩個路面監(jiān)理組，分別監(jiān)理兩家路面施工單位。要求各施工單位建立質保體

系，按照自上而下的順序，將施工過程中的各工序環(huán)節(jié)加以分解，并且對各崗位定人

定責，形成南京機場高速公路瀝青上面層施工和監(jiān)理網絡圖，并將網絡上墻，以利于

檢查和監(jiān)督。并及時召開了“確保機場路路面平整度標準差達到的動員會。0.65mm以

下”明確全體參戰(zhàn)人員一定要樹立起精品意識，要有極其嚴格的質量意識，對待質量

問題決不含糊，堅持質量一票否決。

另外指揮部決定抽調組，以加大指5名人員分別到兩個路面監(jiān)理揮部管理力度，

同時要求路面監(jiān)理組進駐施工現場，和施工人員一起吃住在工地，以便了解信息、

掌握情況、及時處理。

3.2認真總結經驗，學習《指導意見》

機場路是江蘇省門第一路，為了借鑒滬寧高速公路的成功經驗，探索新的施工工

藝，確保路面達到部頒新標準直至精品要求，指揮部在開工前專門召開了“機場路路

面專家論證會”，就機場路路面結構的特點、質量要求和施工水平等方面進行分析，

提出了適合機場路瀝青路面施工的各種意見，后參照瀝青路面施工規(guī)范整理成《南京

機場高速公路瀝青上面層施工指導意見》，并下發(fā)至每一位施工人員。各單位組織學

習，要求各崗位相應人員對照意見，明確職責和操作注意事項，進行崗前培訓。

3.3加強現場管理，處理突發(fā)事件

瀝青面層開工以后接下來就是現場管理和質量控制問題。機場路充分發(fā)揮監(jiān)理優(yōu)

勢，各監(jiān)理人員分工負責各施工工序和環(huán)節(jié)，明確各自職責，做到人盯機、人盯人。

例如，第二監(jiān)理組有務，其中4人16名監(jiān)理，負責約單幅23km的瀝青上面層監(jiān)理任在

瀝青拌和場負責拌和樓的運轉情況、每天的抽提和馬歇爾試驗，檢查料車是否覆蓋，

混合料是否有花白、冒煙現象，并記錄開停機時間。一部分負責10人在攤鋪現場，分

為三部分：攤鋪前的清掃，攤鋪機、壓路機和找平裝置等設備的狀況，接縫情況；

一部分負責混合料各階段的溫度，檢查虛鋪厚度、熨平板工作狀況以及補料情況；

還有一部分負責檢查壓路機碾壓遍數和噴水情況。另外2人巡回檢查各工序，處理

各種突發(fā)事件，協調各種情況。

3.4領導重視關心，專家現場指導

在施工過程中為達到質量控制的目的，解決各種問題，指揮部邀請了有關專家到

現場進行指導，對存在的疑問進行請教，就專家指出的問題進行改進，保證了路面平

整度達到精品的要求。

4結束語

影響路面平整度的因素是多方面的，包括橋梁毛勒縫的安裝水平、橋頭填土和軟

基的不均勻沉降以及基層穩(wěn)定性等各個方面，而且上面層的施工亦受到氣候等客觀原

因的影響，它實際上是一個系統(tǒng)工程。本文僅就路面上面層施工過程中平整度的控制

方法進行了總結和探討，實踐證明效果是很明顯的。通過強化管理和技術改進等全方

位的努力，最終達到了路面平整度創(chuàng)精品的要求。經省交通廳質量監(jiān)督站檢測中心采

用交通部西安公路研究所生產的XLPY-F型連續(xù)式平整度儀進行全線檢測，機場路全線

平整度標準差平均值為0.549mm，確保了機場路作為“省門第一路”的良好形象[文章摘要]隨著計算機技術的不斷發(fā)展，量子理論和信息科學的融合，量子計算機成為研究熱點。本文主要介紹了量子計算機的起源及其基本原理，并簡要描述了量子計算機的關鍵技術，預測了量子計算機未來的發(fā)展趨勢。[關鍵詞]可逆計算機量子比特量子編碼AbstractAlongwiththeconstantdevelopmentofcomputertechnology,theintegrationofinformationscienceandquantumtheory,quantumcomputershavebecomehot.Thispaperdescribestheoriginandbasicprinciplesofquantumcomputers,abriefintroducesthekeytechnologiesofquantumcomputers,forecaststhedevelopmenttrendofthefuturequantumcomputers.Keywordsreversiblecomputerqubitquantacoding隨著計算機技術的不斷發(fā)展，信息科學面臨著新的挑戰(zhàn)：計算機是否存在極限的運算速度；能否實現不可破譯、不可竊聽的保密通信……諸如此類的問題一直是數學家和電子技術專家們關注的重要課題，近年來，物理學家加入這個研究行列，他們成功地將量子理論和信息科學結合起來，提出許多新的概念、原理和方法，于是“量子信息”作為新興的學科分支便應運而生。當前量子計算機、量子通信和密碼術等已經成為研究熱點，并取得重要進展。本文將重點介紹“量子信息”中的熱點問題：量子計算機。1、量子計算機的起源量子計算機是一類遵循量子力學規(guī)律進行高速數學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。當某個裝置處理和計算的是量子信息，運行的是量子算法時，它就是量子計算機。量子計算機的概念源于對可逆計算機的研究。研究可逆計算機的目的是為了解決計算機中的能耗問題。早在六七十年代，人們發(fā)現，能耗會導致計算機芯片的發(fā)熱，影響芯片的集成度，限制了計算機的運行速度，能耗產生于計算過程中的不可逆操作。例如，對2比特的異或操作，因為只有1比特的輸出，這一過程損失了一個自由度，因此是不可逆的，按照熱力學，必然會產生一定的熱量。但這種不可逆性是不是不可避免的呢？事實上，只要對異或門的操作如圖1所示的簡單改進，即保留一個無用的比特，該操作就變?yōu)榭赡娴?。因此物理原理并沒有限制能耗的下限，消除能耗的關鍵是將不可逆操作改造為可逆操作（見圖1）。圖1不可逆異或門改進為可逆異或門后來Bennett證明了所有經典不可逆的計算機都可以改造為可逆計算機，而不影響其計算能力。因為計算機中的每步操作都可以改造為可逆操作，在量子力學中，它就可以用一個么正變換來代表。Benioff最早用量子力學來描述可逆計算機。在量子可逆計算機中，比特的載體成為二能級的量子體系，體系處于|0＞和|1＞上，但不處于它們的疊加態(tài)。量子可逆計算機的研究，其核心任務為，對應于具體的計算，尋找合適的哈密頓量來描述。早期的量子可逆計算機，實際上是用量子力學語言表述出來的經典計算機，它沒有利用量子力學的本質特性，如量子疊加性和相干性。這些量子特性可能在未來的量子計算機中起本質作用，如用來模擬量子系統(tǒng)。量子計算機存在多項式算法(多項式算法指運算完成的時間與輸入二進制數據的長度，即比特的位數存在多項式關系），而經典計算機則需要指數算法。但最具轟動性的結果卻是Shor給出的關于大數因子分解的量子多項式算法，因為此問題在經典公鑰體系中有重要應用。Shor的發(fā)現掀起了研究量子計算機的熱潮，從此后，量子計算機的發(fā)展日新月異。2、量子計算機的原理量子計算機概括地講，就是利用“隧道效應”等已知的量子力學效應來實現的超級并行計算機。在傳統(tǒng)計算機上需要花費數年進行的計算放在量子計算機上可能只用數個毫秒就能完成。在向普通計算機輸入數據時，在一個瞬間只能輸入16位或32位等2進制的數據段，輸入的只能是0或者1。區(qū)分并控制0與1只能利用晶體管等組件。與此相反，量子計算機可以同時大批量地輸入0與1。相當于晶體管的就是量子比特。量子比特有N個，利用它們之間名為“entanglement（糾纏）”的相互作用狀態(tài)，可同時輸入的數據就有2n個。假如量子比特有40個的話，就可以同時在1組運算電路上計算約1萬億個輸入參量。量子比特是兩個正交量子態(tài)的任意疊加態(tài)，實現了信息的量子化。直觀地講，一個簡單的量子比特是一個雙態(tài)系統(tǒng)，如半自旋或兩能級原子：自旋向上代表0，自旋向下代表1；或基態(tài)代表0，激發(fā)態(tài)代表1。與經典比特不同，量子比特不但可以處在0或l的兩個狀態(tài)之一，而且一般地可以同時處于兩個態(tài)的疊加態(tài)。經典比特可以看成量子比特的特例(c0＝0或c1＝1)。由N個量子比特N組成的量子寄存器能夠一次存儲2n個“數字”，即量子寄存器隨著位數的增加能夠指數地增加存儲的數據量。信息一旦量子化，量子力學的特性便成為量子信息的物理基礎，信息的演變遵從薛定諤方程，信息傳輸就是量子態(tài)在量子通道中的傳送，信息處理(計算)是量子態(tài)的幺正變換，信息提取便是對量子系統(tǒng)實行量子測量。3、量子計算機的關鍵技術目前，量子計算機的研發(fā)主要涉及如下三項關鍵技術：量子編碼、量子算法和量子硬件技術。（1）量子編碼量子編碼用于解決可靠性、糾錯、避錯、防錯問題。量子信息論中，信息的載體不再是經典比特，而是一個一般的二態(tài)量子體系，這二態(tài)量子體系，可以是一個二能級的原子或離子，也可以是一自旋為1/2的粒子或具有兩個偏振方向的光子，所有這些體系，均稱為量子比特。區(qū)別于經典比特，量子比特可以處于0、1兩個本征態(tài)的任意疊加態(tài)，而且在對量子比特的操作過程中，兩態(tài)的疊加振幅可以相互干涉，這就是所謂的量子相干性。已經發(fā)現，在量子信息論的各個領域，包括量子計算機、量子密碼術和量子通信等，量子相干性都起著本質性的作用?？梢哉f，量子信息論的所有優(yōu)越性均來自量子相干性。但受環(huán)境的影響，量子狀態(tài)十分不穩(wěn)定，不管是外部噪音還是觀測都會形成對量子狀態(tài)的干涉，使存儲在量子計算機內的信息崩潰，導致計算錯誤。比如，當觀測一個量子狀態(tài)時，該狀態(tài)會立即塌陷為某個確定傳值（0或1）。這種現象在量子物理上叫做脫散，是量子的固有性質。由此可見，量子計算非常脆弱，非常容易出錯，并且隨著機器規(guī)模的增大，計算的可靠性急劇下降，使制造規(guī)模大的量子計算機變得十分困難，研究人員必須設計一種方法，將脫散和其它潛在錯誤源控制在可接受的水平。