在電力出現之前，第一批計算機是機械式的，查爾斯·巴貝奇發明的差分機在 150 年前就解決了對數和三角函式問題。現在，先進的量子計算機可能會回到機械根源，使用奈米級棒條作為移動部件。
奇異的量子物理定律表明，分子大小或更小的物體可以同時存在於兩個或多個位置或狀態。觀察或其他一些動作迫使它們脫離這種“疊加態”，從而導致僅一個結果。理論上，由於量子位元，或“量子位”，可以同時存在於開啟和關閉狀態，因此僅具有 300 個量子位的量子計算機在一瞬間可以執行比宇宙中原子數量更多的計算。
現有建立量子位的方法依賴於用雷射捕獲原子或操縱半導體晶體中的核自旋等方法。然而，這些技術非常精細，最輕微的擾動都可能過早地破壞量子位的疊加態。在最好的情況下，研究人員僅設法“糾纏”或連線了幾個量子位，以形成簡單的邏輯運算。
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一種更穩健的替代方案可能是基於機械的量子位。密歇根大學安娜堡分校和日本東京附近理化學研究所前沿研究系統的理論物理學家弗蘭科·諾里解釋說，想象一下捲尺伸出幾釐米：“沿著它的長度擠壓它。它可以向左或向右彎曲。” 如果縮小到奈米級，捲尺可能會採用向左和向右彎曲的疊加態。在提交給《物理評論快報》的一篇論文中，諾里和他的同事謝爾蓋·薩韋列夫和胡雪冬建議使用碳奈米管或由矽加工而成的棒條作為機械量子位。
機械量子計算機將把 10 到 30 奈米長的分子棒條放置在間距約為 10 奈米的行中。每個棒條都將帶有電荷，以便它們的電場共同糾纏它們的行為，使量子位能夠協同工作。棒條可以透過機械或電氣方式進行壓縮，並且可以光學或電氣方式執行對每個棒條狀態的檢測——量子計算機的讀出。
現在判斷機械量子位是否能真正挑戰其他量子位方法（例如超導電路，它也是固態的）還為時過早。“超導器件已經研究了大約 40 年，因此對這些系統瞭解很多，並且解決了許多問題，”加州大學聖巴巴拉分校的物理學家安德魯·克萊蘭指出。另一方面，克萊蘭補充說，機械系統相對於電子系統的潛在優勢在於，它的量子位可能本質上能量損失更慢，因此在疊加態中保持更長時間，從而使它們能夠執行更有用、更復雜的計算。
諾里和他的同事計劃在今年完成關於奈米管屈曲的初步實驗，在真空和接近絕對零度的溫度下使用奈米管，以防止氣體分子或熱波動的干擾。如果他們像希望的那樣看到奈米管處於疊加態，諾里估計需要一到三年才能實施他們的機械量子位。他指出，該領域似乎正在快速發展——波士頓大學的物理學家普里蒂拉吉·莫漢蒂和他在 1 月 28 日的《物理評論快報》中的同事描述了納米尺寸的矽單晶梁，它們在兩個不同的位置之間閃爍。諾里評論道：“我可以想象查爾斯·巴貝奇現在正在咧嘴一笑。”