在电力出现之前，第一批计算机是机械式的，查尔斯·巴贝奇发明的差分机在 150 年前就解决了对数和三角函数问题。现在，先进的量子计算机可能会回到机械根源，使用纳米级棒条作为移动部件。
奇异的量子物理定律表明，分子大小或更小的物体可以同时存在于两个或多个位置或状态。观察或其他一些动作迫使它们脱离这种“叠加态”，从而导致仅一个结果。理论上，由于量子比特，或“量子位”，可以同时存在于开启和关闭状态，因此仅具有 300 个量子位的量子计算机在一瞬间可以运行比宇宙中原子数量更多的计算。
现有创建量子位的方法依赖于用激光捕获原子或操纵半导体晶体中的核自旋等方法。然而，这些技术非常精细，最轻微的扰动都可能过早地破坏量子位的叠加态。在最好的情况下，研究人员仅设法“纠缠”或连接了几个量子位，以形成简单的逻辑运算。
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一种更稳健的替代方案可能是基于机械的量子位。密歇根大学安娜堡分校和日本东京附近理化学研究所前沿研究系统的理论物理学家弗兰科·诺里解释说，想象一下卷尺伸出几厘米：“沿着它的长度挤压它。它可以向左或向右弯曲。” 如果缩小到纳米级，卷尺可能会采用向左和向右弯曲的叠加态。在提交给《物理评论快报》的一篇论文中，诺里和他的同事谢尔盖·萨韦列夫和胡雪冬建议使用碳纳米管或由硅加工而成的棒条作为机械量子位。
机械量子计算机将把 10 到 30 纳米长的分子棒条放置在间距约为 10 纳米的行中。每个棒条都将带有电荷，以便它们的电场共同纠缠它们的行为，使量子位能够协同工作。棒条可以通过机械或电气方式进行压缩，并且可以光学或电气方式执行对每个棒条状态的检测——量子计算机的读出。
现在判断机械量子位是否能真正挑战其他量子位方法（例如超导电路，它也是固态的）还为时过早。“超导器件已经研究了大约 40 年，因此对这些系统了解很多，并且解决了许多问题，”加州大学圣巴巴拉分校的物理学家安德鲁·克莱兰指出。另一方面，克莱兰补充说，机械系统相对于电子系统的潜在优势在于，它的量子位可能本质上能量损失更慢，因此在叠加态中保持更长时间，从而使它们能够执行更有用、更复杂的计算。
诺里和他的同事计划在今年完成关于纳米管屈曲的初步实验，在真空和接近绝对零度的温度下使用纳米管，以防止气体分子或热波动的干扰。如果他们像希望的那样看到纳米管处于叠加态，诺里估计需要一到三年才能实施他们的机械量子位。他指出，该领域似乎正在快速发展——波士顿大学的物理学家普里蒂拉吉·莫汉蒂和他在 1 月 28 日的《物理评论快报》中的同事描述了纳米尺寸的硅单晶梁，它们在两个不同的位置之间闪烁。诺里评论道：“我可以想象查尔斯·巴贝奇现在正在咧嘴一笑。”