由于电子组件越来越小，所以计算机越来越小且越来越快。但是此过程即将达到其物理极限。
电流是电子的流动。由于晶体管的尺寸正在缩小到几个原子的尺寸，因此晶体管不能用作开关，因为电子可能通过称为量子隧穿的过程将自身转移到受阻通道的另一侧。
量子力学是物理学的一个分支，它在最基本的层面上探索物理世界。在此级别上，粒子的行为与古典世界不同，它们同时具有多个状态并与其他很远的粒子相互作用。发生像叠加和纠缠的现象。
- 叠加–
在经典计算中，位具有两种可能的状态，即零或一。在量子计算中，量子位(“ quantum bit”的缩写)是量子信息的单位，即经典位的量子模拟。量子比特具有特殊的属性，可以帮助他们比传统比特更快地解决复杂的问题。这些属性之一是叠加，它表示一个qubit可以同时保存“ 0”和“ 1”的组合，而不是像经典位那样保存一个二进制值(“ 0”或“ 1”)。量子位有两个可能的结果零或一，但那些状态是零和一的叠加。在量子世界中，量子位不必处于这些状态之一。它可以处于这些状态的任何比例。一旦我们测量了它的值，它就必须决定它是零还是一。这称为叠加。量子系统同时处于多种状态的能力。例如，在经典计算中，有4个字节。 4个字节的组合总共可以表示2 ^ 4 = 16个值，并且在给定瞬间表示一个值。但是在一个4量子位的组合中，所有16个组合都可以同时实现。
- 纠缠-
纠缠是存在于量子粒子之间的一种非常强的相关性—实际上如此之强，以至于两个或多个量子粒子即使彼此相距很远也可以完美统一地链接在一起。即使相距很远，粒子仍保持完美的关联。通过激光的作用使两个量子位纠缠在一起。一旦纠缠在一起，它们就处于不确定状态。然后，可以将量子位分开任意距离，它们将保持链接状态。当操纵其中一个量子位时，其纠缠孪生子也会立即发生操纵。
量子计算机可以做什么?
- 量子计算机可以在很短的时间内轻松破解当今使用的加密算法，而要获得当今最好的超级计算机则需要数十亿年的时间。即使量子计算机将能够破解当今的许多加密技术，但据预测，它们将创造出防黑客的替代品。
- 量子计算机非常适合解决优化问题。