اطلاعات کوانتومی/اصول کامپیوترهای کوانتومی/اطلاعات کوانتومی
| مکانیک کوانتومی | اطلاعات کوانتومی | الگوریتم‌ها و تصحیح خطا |
اطلاعات دیجیتالی مانند چیزهای مادی هستند. صفرها و یک‌های کد باینری می‌توانند به راحتی اندازه‌گیری، کپی و جابجا شوند. اما اگر اطلاعاتی را به یک ذره کوانتومی نسبت دهید، شروع به پیدا کردن یک سری خصوصیات غیر مأنوس و عجیب جهان کوانتوم می‌کند. این واحد اصلی اطلاعات کوانتومی، یک بیت کوانتومی یا qubit نامیده می‌شود، که کاملاً با همتای کلاسیک خود متفاوت است.
برای شروع، یک qubit می‌تواند بطور همزمان ۰ و ۱ باشد. اسپین یک الکترون را تصور کنید، خصوصیتی که می‌تواند به عنوان چرخش یک فرفره که جهت محور آن به سمت بالا یا پایین است، تصور شود. جهت بالا یا پایین اسپین می‌تواند به عنوان ۰ یا ۱ تلقی شود. اما الکترون همچنین می‌تواند در حالتی دوگانه قرار گیرد، که بنام حالت superposition شناخته شده است که دراین حالت اسپین الکترون هم می‌تواند بالا و هم پایین باشد، یک ۰ و یک ۱، در یک زمان؛ بنابراین اگر محاسبه‌ای را با استفاده از الکترون انجام دهید، می‌توانید همزمان آن را روی ۰ و ۱ انجام دهید یعنی دو محاسبه به صورت همزمان. در نگاه اول، این ممکن است خیلی تأثیر گذارنده نباشد، اما با تعداد بیشتر qubit، این اعداد قانع کنندده تر می‌شود.
وقتی که یک qubit می‌تواند در دوحالت superposition0 و۱ باشد، دو qubit می‌توانند در چهار حالت superposition (00، ۰۱، ۱۰ و ۱۱) قرار گیرند که نماینده چهار عدد در یک زمان است. این افزایش بصورت نمایی است: با m تا qubit می‌توان بموازات هم (بطور همزمان) روی m2 عدد، یک محاسبه را انجام داد. با فقط چند صد qubit، می‌توان بیشتر از اتمهای موجود در جهان، محاسبات همزمان انجام داد.