普通的數字計算機在0和1的二進位制系統上執行，稱為“位元”（bit）。但量子計算機要遠遠更為強大。它們可以在量子位元（qubit）上運算，可以計算0和1之間的數值。假想一個放置在磁場中的原子，它像陀螺一樣旋轉，於是它的旋轉軸可以不是向上指就是向下指。
常識告訴我們：原子的旋轉可能向上也可能向下，但不可能同時都進行。但在量子的奇異世界中，原子被描述為兩種狀態的總和，一個向上轉的原子和一個向下轉的原子的總和。在量子的奇妙世界中，每一種物體都被使用所有不可思議狀態的總和來描述。
想象一串原子排列在一個磁場中，以相同的方式旋轉。如果一束鐳射照射在這串原子上方，鐳射束會躍下這組原子，迅速翻轉一些原子的旋轉軸。透過測量進入的和離開的鐳射束的差異，我們已經完成了一次複雜的量子“計算”，涉及了許多自旋的快速移動。
從數學抽象上看，量子計算機執行以集合為基本運算單元的計算，普通計算機執行以元素為基本運算單元的計算（如果集合中只有一個元素，量子計算與經典計算沒有區別）。
以函式y=f(x)，x∈A為例。量子計算的輸入引數是定義域A，一步到位得到輸出值域B，即B=f(A)；經典計算的輸入引數是x，得到輸出值y，要多次計算才能得到值域B，即y=f(x)，x∈A，y∈B。
量子計算機有一個待解決的問題，即輸出值域B只能隨機取出一個有效值y。雖然透過將不希望的輸出導向空集的方法，已使輸出集B中的元素遠少於輸入集A中的元素，但當需要取出全部有效值時仍需要多次計算。
擴充套件資料：
2017年5月，中國科學院宣佈製造出世界首臺超越早期經典計算機的光量子計算機，研發了10位元超導量子線路樣品，透過高精度脈衝控制和全域性糾纏操作，成功實現了目前世界上最大數目的超導量子位元多體純糾纏，並透過層析測量方法完整地刻畫了十位元量子態。
此原型機的“玻色取樣”速度比國際同行之前所有實驗機加快至少24000倍，比人類歷史上第一臺電子管計算機（ENIAC）和第一臺電晶體計算機（TRADIC）執行速度快10-100倍，雖然還是緩慢但已經逐步跨入實用價值階段。
2017年7月，美國研究人員宣佈完成51個量子位元的量子計算機模擬器[23]。哈佛大學米哈伊爾·盧金（Mikhail Lukin）在莫斯科量子技術國際會議上宣佈這一訊息。量子模擬器使用了鐳射冷卻的原子，並使用鐳射將原子固定。
2018年6月，英特爾宣佈開發出新款量子晶片，使用五十奈米的量子位元做運算，並已在攝氏零下273度的極低溫度中進行測試。
參考資料：百度百科 量子計算機
普通的數字計算機在0和1的二進位制系統上執行，稱為“位元”（bit）。但量子計算機要遠遠更為強大。它們可以在量子位元（qubit）上運算，可以計算0和1之間的數值。假想一個放置在磁場中的原子，它像陀螺一樣旋轉，於是它的旋轉軸可以不是向上指就是向下指。
常識告訴我們：原子的旋轉可能向上也可能向下，但不可能同時都進行。但在量子的奇異世界中，原子被描述為兩種狀態的總和，一個向上轉的原子和一個向下轉的原子的總和。在量子的奇妙世界中，每一種物體都被使用所有不可思議狀態的總和來描述。
想象一串原子排列在一個磁場中，以相同的方式旋轉。如果一束鐳射照射在這串原子上方，鐳射束會躍下這組原子，迅速翻轉一些原子的旋轉軸。透過測量進入的和離開的鐳射束的差異，我們已經完成了一次複雜的量子“計算”，涉及了許多自旋的快速移動。
從數學抽象上看，量子計算機執行以集合為基本運算單元的計算，普通計算機執行以元素為基本運算單元的計算（如果集合中只有一個元素，量子計算與經典計算沒有區別）。
以函式y=f(x)，x∈A為例。量子計算的輸入引數是定義域A，一步到位得到輸出值域B，即B=f(A)；經典計算的輸入引數是x，得到輸出值y，要多次計算才能得到值域B，即y=f(x)，x∈A，y∈B。
量子計算機有一個待解決的問題，即輸出值域B只能隨機取出一個有效值y。雖然透過將不希望的輸出導向空集的方法，已使輸出集B中的元素遠少於輸入集A中的元素，但當需要取出全部有效值時仍需要多次計算。
擴充套件資料：
2017年5月，中國科學院宣佈製造出世界首臺超越早期經典計算機的光量子計算機，研發了10位元超導量子線路樣品，透過高精度脈衝控制和全域性糾纏操作，成功實現了目前世界上最大數目的超導量子位元多體純糾纏，並透過層析測量方法完整地刻畫了十位元量子態。
此原型機的“玻色取樣”速度比國際同行之前所有實驗機加快至少24000倍，比人類歷史上第一臺電子管計算機（ENIAC）和第一臺電晶體計算機（TRADIC）執行速度快10-100倍，雖然還是緩慢但已經逐步跨入實用價值階段。
2017年7月，美國研究人員宣佈完成51個量子位元的量子計算機模擬器[23]。哈佛大學米哈伊爾·盧金（Mikhail Lukin）在莫斯科量子技術國際會議上宣佈這一訊息。量子模擬器使用了鐳射冷卻的原子，並使用鐳射將原子固定。
2018年6月，英特爾宣佈開發出新款量子晶片，使用五十奈米的量子位元做運算，並已在攝氏零下273度的極低溫度中進行測試。
參考資料：百度百科 量子計算機