與此類似，在量子計(jì)算機(jī)中，基本信息單位是量子比特，運(yùn)算對(duì)象是量子比特序列。所不同的是，量子比特序列不但可以處于各種正交態(tài)的疊加態(tài)上，而且還可以處于糾纏態(tài)上。這些特殊的量子態(tài)，不僅提供了量子并行計(jì)算的可能，而且還將帶來許多奇妙的性質(zhì)。

與經(jīng)典計(jì)算機(jī)不同，量子計(jì)算機(jī)可以做任意的幺正變換，在得到輸出態(tài)后，進(jìn)行測(cè)量得出計(jì)算結(jié)果。因此，量子計(jì)算對(duì)經(jīng)典計(jì)算作了極大的擴(kuò)充，在數(shù)學(xué)形式上，經(jīng)典計(jì)算可看作是一類特殊的量子計(jì)算。

量子計(jì)算機(jī)對(duì)每一個(gè)疊加分量進(jìn)行變換，所有這些變換同時(shí)完成，并按一定的概率幅疊加起來，給出結(jié)果，這種計(jì)算稱作量子并行計(jì)算。除了進(jìn)行并行計(jì)算外，量子計(jì)算機(jī)的另一重要用途是模擬量子系統(tǒng)，這項(xiàng)工作是經(jīng)典計(jì)算機(jī)無法勝任的。

1994年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的專家彼得·秀爾（Peter Shor）證明量子計(jì)算機(jī)能完成對(duì)數(shù)運(yùn)算，而且速度遠(yuǎn)勝傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)。這是因?yàn)榱孔硬幌癜雽?dǎo)體只能記錄0與1，可以同時(shí)表示多種狀態(tài)。

如果把半導(dǎo)體計(jì)算機(jī)比成單一樂器，量子計(jì)算機(jī)就像交響樂團(tuán)，一次運(yùn)算可以處理多種不同狀況，因此，一個(gè)40位元的量子計(jì)算機(jī)，就能解開1024位元的電子計(jì)算機(jī)花上數(shù)十年解決的問題。

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展，史蒂芬·威斯納在1969年最早提出“基于量子力學(xué)的計(jì)算設(shè)備”。而關(guān)于“基于量子力學(xué)的信息處理”的最早文章則是由亞歷山大·豪勒夫（1973）、帕帕拉維斯基（1975）、羅馬·印戈登（1976）和尤里·馬尼（1980）年發(fā)表。