量子計算機與傳統的電子計算機截然不同。它們依據量子力學的原理進行快速的數學和邏輯運算、量子信息的存儲及處理。如果一個設備能夠處理和儲存量子信息，并執行量子算法，那么它就可以被稱為量子計算機。這一概念源自對可逆計算機的研究，主要目的是為了解決傳統計算機中的能耗問題。下面我們來具體了解一下量子計算機！在當前技術水平下，我們所使用的電子計算機依賴于集成電路。集成電路的集成度大約每三年翻兩番。到了1990年，我們成功制成了64兆位的動態隨機存儲器，集成電路的線寬已經細到了0.3微米。到了1993年，又制成了256兆位的動態隨機存儲器。當存儲器達到1024兆位時，集成電路的線寬將細至0.1微米，大約相當于一根頭發絲千分之一粗細。這么細的電路，被認為是集成電路發展的極限。如果電路比這更細，現有電子元件將失去工作基礎，因為電子作為一種微小粒子，具有“波粒二象性”。當電路線寬大于0.1微米時，電子可以被視為粒子，不必考慮其波動性；而當電路線寬小于0.1微米時，就必須考慮電子的波動性。同時，還會出現種種新的物理現象，稱為量子效應。利用量子效應工作的電子元件就被稱為量子元件。目前的電子元件是通過控制電子的數量或多寡來進行工作的。在宏觀層面，電子計算機使用電位的高低來表示0和1進行存儲和計算。而量子元件則通過控制粒子波動的相位來實現輸出信號的強弱和有無。量子計算機利用粒子的量子力學效應，如光子的極化、原子的自旋等來表示0和1進行存儲和計算。量子元件的使用將大幅提高計算機的工作速度（約提高1000倍），減少功耗（約減少1000倍），簡化電路且不易發熱，體積也將大大縮小。量子計算機最早是由理查德·費曼提出的，初衷是為了模擬物理現象。然而，他發現模擬量子現象時，因為龐大的希爾伯特空間，所需的數據量也變得非常龐大。一個完整的模擬所需的運算時間變得非常可觀，甚至是不切實際的天文數字。理查德·費曼當時就設想，如果使用量子系統構成的計算機來模擬量子現象，則運算時間可以大大縮短，比現行計算機要快得多。正是這一特點吸引了大批科學家參與開發研究，從而促成了量子計算機概念的誕生及受到關注。