如果計算機的體積在將來要進一步變小，計算機元件的尺寸也會相應變得非常之小。

不過，當計算機微型化發展到一定程度時，就必須用新技術來補充或取代現有的技術。

80年代初，經過美國阿貢國家實驗室的研究，證明了一臺計算機原則上可以以純粹量子力學的方式執行。

由於微小的粒子(如原子)只能以分立的能態存在，當原子從一個能態變到另一個能態時，要吸收或放出光子，而量子波又具有迭加性，一位量子資訊只有兩種可能情況中的一種，類似於數學的二進位制。

研究人員利用粒子的自旋轉，成功地進行了簡單的兩位量子的邏輯運算。

實驗證明可以建立通用量子邏輯閘(NOT、COPY、AND)，再透過光纖把這些量子邏輯閘連在一起，穿過光纖或單個光子能夠把資訊位從一個邏輯閘運送到另一個邏輯閘。

這樣，在理論上就可以成為一臺量子計算機了。 量子計算機是透過使處理數字資訊的人們熟知的分立特性與量子力學奇異的分立特性相對應而進行計算的。

在量子計算機中半翻轉的量子位則開闢了新型計算的途徑。

量子計算機具有量子並行性和執行速度非常快的特點，它可以用於模擬其他的量子系統，可以用於大數的分解因子。現在量子計算機正在研製實驗階段。

量子計算機是一類遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算、儲存及處理量子資訊的物理裝置。當某個裝置處理和計算的是量子資訊，執行的是量子演算法時，它就是量子計算機。

量子計算機的特點

主要有執行速度較快、處置資訊能力較強、應用範圍較廣等。與一般計算機比較起來，資訊處理量愈多，對於量子計算機實施運算也就愈加有利,也就更能確保運算具備精準性。

量子計算機的組成

量子計算機和許多計算機一樣都是由許多硬體和軟體組成的，軟體方面包括量子演算法、量子編碼等，在硬體方面包括量子電晶體、量子儲存器、量子效應器等。

量子計算機的原理

量子計算機是一種基於量子理論而工作的計算機。追根溯源，是對可逆機的不斷探索促進了量子計算機的發展。量子計算機裝置遵循量子計算的基本理論，處理和計算的是量子資訊，執行的是量子演算法。1981年，美國阿拉貢國家實驗室的Paul Benioff最早提出了量子計算的基本理論。

1、量子位元

經典計算機資訊的基本單元是位元，位元是一種有兩個狀態的物理系統，用0與1表示。在量子計算機中，基本資訊單位是量子位元（qubit），用兩個量子態0和1代替經典位元狀態0和1。量子位元相較於位元來說，有著獨一無二的存在特點，它以兩個邏輯態的疊加態的形式存在，這表示的是兩個狀態是0和1的相應量子態疊加。

2、態疊加原理

現代量子計算機模型的核心技術便是態疊加原理，屬於量子力學的一個基本原理。一個體系中，每一種可能的運動方式就被稱作態。在微觀體系中，量子的運動狀態無法確定，呈現統計性，與宏觀體系確定的運動狀態相反。量子態就是微觀體系的態。

3、量子糾纏

量子糾纏：當兩個粒子互相糾纏時，一個粒子的行為會影響另一個粒子的狀態，此現象與距離無關，理論上即使相隔足夠遠，量子糾纏現象依舊能被檢測到。因此，當兩粒子中的一個粒子狀態發生變化，即此粒子被操作時，另一個粒子的狀態也會相應的隨之改變。

4、量子並行原理

量子平行計算是量子計算機能夠超越經典計算機的最引人注目的先進技術。量子計算機以指數形式儲存數字，透過將量子位增至300個量子位就能儲存比宇宙中所有原子還多的數字，並能同時進行運算。函式計算不透過經典迴圈方法，可直接透過么正變換得到，大大縮短工作損耗能量，真正實現可逆計算。