量子计算区别于经典计算的核心在于，经典计算基于经典比特，量子计算基于量子比特。随着摩尔定律的发展，经典计算的芯片尺度不断减小，而量子隧穿效应是不可忽略的，在未来的计算机发展过程中，要么克服量子特性，继续用于推进经典计算；要么积极拥抱量子物理特性，从量子计算的角度出发，直接利用量子效应进行信息的处理。 换言之，在经典计算中，尺寸减小导致量子效应凸显，影响经典计算发展；而利用了量子效应的量子比特，则带来了新的计算模式，并可以实现加速效果。 经典比特只能处于0或1两种状态之一，而量子比特以0和1叠加的形式存在，并且可通过量子叠加和纠缠来等效应来处理超大规模数据的计算问题。叠加状态意味着既是0又是1。量子比特状态的演化对应状态矢量在布洛赫球面上的旋转。 理论上看，几百个量子比特的量子计算机能够同时处理的计算量要比已知宇宙中的原子数还要多。