우리가 사용하는 일반 컴퓨터는 비트 컴퓨터임 (010001100) 이 비트 컴퓨터는 물리적으로 한계가 있다. 현재 상용 CPU는 7나노미터 공정까지 내려간 상태이다. (가장 흔히 사용하는 14나노미터 공정은 적혈구보다 500배 작은 크기) 하지만 여기서 더 작아지면, 신호가 날아가거나 파장이 바뀌어서 원하는 비트가 나오는 것이 아닌 아예 다른 신호가 나오거나 함.

이에, '리처드 파인먼'은 양자컴퓨터를 구성함

양자컴퓨터는 트랜지스터가 아닌 양자를 연산의 재료로 사용한다. 양자는 에너지를 쪼개고 쪼개면 나오는 최소 단위이다. 그래서 양자 컴퓨터의 최소 단위는 퀀텀 비트 줄여서 Q bit or qubits라고 부른다. 여기에서는 얽힘(entanglement)과 중첩(superposition)이 가능하다. 간단하게, 무조건 0과 1의 조합으로만 이뤄지지 않는다는 것이다.

양자로 보낸 신호는 0과 1이 아니라 그 둘 다인 상태로 존재할 수 있다. 이것을 중첩이라고 부른다.

'슈리딩거의 고양이'가 살아있는지 죽어있는지를 판단할 때 고양이는 살아있는 것과 죽어있는 것의 중첩된 상태로 존재한다.

철학적인 이야기이지만 물리적으로도 가능함.

양자컴퓨팅을 활용할 때, 4비트의 16가지 경우의 수를 순차적으로 보내는 게 아닌 한꺼번에 갖고 있을 수 있다. 이 값은 측정될 때 결정된다.

4비트 컴퓨터를 대체할 4개의 큐피트 컴퓨터에서의 연산은 한번에 하나씩 16번을 계산하는 것보다 물리적으로 16배 빨라야 한다. 그래서 비트 수가 늘어나면, 2의 제곱수로 연산 수가 더 폭발적으로 증간한다. 큐피트가 20개만 되면 100만개 이상의 연산을 일순간에 계산할 수 있는 것이다.

양자역학을 기반으로 하므로 얻는 다른 장점도 있는데, 각각 분리된 비트의 신호와 달리 양자는 아무리 멀리 있어도 신호만 통하면 서로 연결돼 있다. 따라서 1개의 큐빗을 측정하면 다른 얽힌 큐빗을 데이터를 볼 필요가 없다. 왜? 하나로 다른 큐빗을 관찰 할 수 있기 때문에

비트는 양쪽의 데이터를 취합해서 보여준다.

이렇게 얻은 결과값은 관측될 때 결정되므로 한번에 하나일 수 있지만, 컴퓨터 설계를 동시측정 가능하게 해 관측을 동시에 여러번 하게 만들면 된다. 그 관측을 비교하는 것도 여러 번 동시에 하게 만들고 이걸 계속 겹치면 양자컴퓨터가 된다.

양자 우위(Quantum Supremacy)

이 기술의 잠재력은 아직 모르나, 대량의 데이터 검색에 사용되리라 과학자들은 현재 전망 중.

슈퍼컴퓨터보다 빠른 것이 입증된 상태 BUT 양자컴퓨터의 성능을 일반 컴퓨터로 측정이 불가, 슈퍼컴퓨터는 50큐빗 이상 시뮬레이션 불가