现在我们谈到的量子计算机，是指以“量子比特”而非传统的比特为基础的计算设备。这是完全不一样的东西。在我们习惯的世界里，计算机处理器是用硅制造的；人们在它们表面刻出晶体管，构建出逻辑门，来允许或阻止电流通过。在这种计算机中，一切都是确定的：0就是0,1就是1，每个存储单位能存储一个确定的值。 但是微观世界实际上并不是这样工作的。薛定谔曾经用那只可怜的猫来举例，告诉我们在宏观世界发生类似的事时会有多诡异。在观测之前，放在盒子里随时可能会被毒死的猫处于既死去又活着的奇特状态，只有当我们打开盒子的那一瞬间，它才会“坍缩”到某种确定的状态。对于习惯于宏观世界常识的我们来说，单是想一想就觉得大脑缺氧。 但是如果将这种微观粒子的混沌状态用于计算，我们就可以得到强大的计算设备。量子计算机能够控制原子或小分子的状态，在一个单元上同时叠加多种状态。一个两位的“量子比特”并不仅仅意味着从00到11的四种可能，而是这四种状态的叠加；它可能同时既是00，又是11，以及还是01和10.摆脱了传统计算机的确定性，量子计算机可以在瞬间尝试所有可能。 量子计算机本质上是并行计算机，它们可以同时尝试所有可能，然后将最好的结果展示出来。显然，这种计算机最适合用于各种最优化问题；无论是破解密码，解决那些传统的随条件增加而运算量迅速变大的数学难题，还是研究蛋白质的立体折叠结构和判断天气与地质状况，量子计算机都能派上用场。