Un computer tradizionale obbedisce alle leggi della fisica classica mentre un computer quantistico obbedisce (e sfrutta) le bizzarre leggi della fisica quantistica, il modello utilizzato per descrivere il comportamento molto poco intuitivo delle particelle subatomiche.
In particolare i computer quantistici si appoggiano al fenomeno fisico noto come Interferenza Quantistica per dare vita ad un nuovo ed originale modello di trattamento dell'informazione.
Ogni bit classico può solo assumere in un dato istante valore 0 o valore 1, un bit quantistico (il qbit) può invece nel medesimo istante portare al suo interno una certa probabilità di avere valore 0 e una contemporanea probabilità di avere valore 1.
Come è facile immaginare, la differenza fra il qbit e il bit classico è drastica. Ad esempio con 100 qbit posso eseguire in un solo "ciclo" le stesse operazioni che con un computer tradizionale dovrei fare in 2 elevato alla 100 cicli, ovvero, supponendo di utilizzare un PC con cpu a 4 GHz dovrei impiegare circa 10.000 miliardi anni di calcolo.
In più tutti i computer esistenti al mondo in questo momento corrispondono come potenza di calcolo ad un computer quantistico di "soli" 300 Qbit (ogni Qbit è uno ione).
In questo momento sono riusciti a creare computer quantistici di solo 6, 7 qbit, ma in pochi anni si potranno trovare computer decisamente più potenti.