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超导量子计算的物理关键在于超导量子比特，它采取了具有宏观量子效应的器件，如超导谐振电路、约瑟夫森结等，这些器件主要是由超导材料（目前主流的超导材料为铝和铌，超导转变温度分别为 1.20 K 和 9.26 K）制备而成，其宏观量子效应的来源在于超导体中库珀对的集体行为，通过外加电磁场来控制、耦合、测量超导量子比特。
因此，超导量子比特也被称作“人造原子”，不同于以原子分子为基础的其他量子比特系统，其最大特点就是具备极高的可设计性，并且完全兼容现在的半导体工艺。
超导量子计算的核心优势归纳为以下四点：
可设计性。超导量子比特系统可以设计不同类型的量子比特，如电荷量子比特、磁通量子比特和相位量子比特；而不同的参数，如量子比特的能量水平和耦合强度，也可以通过调整电容、电感和约瑟夫森能量来调整。
可扩展性。超导量子比特的制备基于现有的半导体微加工工艺：利用先进的芯片制造技术，可以制备出高质量的器件，这对制造和可扩展性都有好处。
易于耦合。超导量子比特系统的电路性质使得将多个量子比特耦合在一起相对容易：一般来说，可以通过电容或电感进行耦合。
易于控制。超导量子比特的操作、测量与微波控制和操作性兼容。因此，商用微波设备和器材可以用于超导量子计算实验。