與經(jīng)典計算機(jī)不同，量子計算機(jī)可以做任意的幺正變換，在得到輸出態(tài)后，進(jìn)行測量得出計算結(jié)果。因此，量子計算對經(jīng)典計算作了極大的擴(kuò)充，在數(shù)學(xué)形式上，經(jīng)典計算可看作是一類特殊的量子計算。量子計算機(jī)對每一個疊加分量進(jìn)行變換，所有這些變換同時完成，并按一定的概率幅疊加起來，給出結(jié)果，這種計算稱作量子并行計算。除了進(jìn)行并行計算外，量子計算機(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）證明量子計算機(jī)能完成對數(shù)運(yùn)算，而且速度遠(yuǎn)勝傳統(tǒng)計算機(jī)。這是因?yàn)榱孔硬幌癜雽?dǎo)體只能記錄0與1，可以同時表示多種狀態(tài)。如果把半導(dǎo)體計算機(jī)比成單一樂器，量子計算機(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40位元的量子計算機(jī)，就能解開1024位元的電子計算機(jī)花上數(shù)十年解決的問題。

量子計算機(jī)發(fā)展趨勢

用原子實(shí)現(xiàn)的量子計算機(jī)只有5個q-bit，放在一個試管中而且配備有龐大的外圍設(shè)備，只能做1+1=2的簡單運(yùn)算，正如Bennett教授所說，“現(xiàn)在的量子計算機(jī)只是一個玩具，真正做到有實(shí)用價值的也許是5年，10年，甚至是50年以后”，我國量子信息專家中國科技大學(xué)的郭光燦教授則宣稱，他領(lǐng)導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)室將在5年之內(nèi)研制出實(shí)用化的量子密碼，來服務(wù)于社會！