量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。量子计算机的特点主要有运行速度较快、处置信息能力较强、应用范围较广等。并行计算是量子计算机能够超越经典计算机的最引人注目的先进技术之一：量子计算机以指数形式储存信息，300个量子比特能存储比宇宙中所有原子总数还多的信息，并且理论上能进行并行运算。函数计算不通过经典循环方法，可直接通过幺正变换得到，大大降低计算过程中的能量损耗，真正实现可逆计算。
从量子计算机的提出到现在，已经经历了近30年的历程。20世纪80年代初期，Beioff首先提出了量子计算的思想，并设计一台可执行的、有经典类比的量子图灵机——量子计算机的雏形。随后，Feyma发展了Beioff的设想，提出按照量子力学规律工作计算机的概念，这被认为是最早量子计算机的思想。20世纪90年代以来，量子计算机成为国际上的一个热门课题，它的研究取得了突破性进展。先后有Grover的搜索算法、Shor的分解大整数算法等成功地应用于实际的计算机科学问题。与此同时，在实验方面，也相继有分组相移位法和周期性势阱法中子链、离子阱和光子盒等离散能级系统的量子模拟、专用可编程超导量子芯片等重大研究成功。这些重大研究成就的取得使人类对量子计算机的研究进入了实质性的阶段。在21世纪前叶，实现可编程通用量子计算机的研究进入了一个快速发展的阶段。
1. 量子计算机优势
在运算能力方面，量子计算机的计算速度是指数型的，所以当量子比特数增加时，其计算速度的增加是呈指数型的增加；在应用方面，由于量子比特可以同时处于多个状态叠加态的特性，量子计算机能够实现对经典计算机无法处理的问题进行高效处理；在安全性方面，由于量子比特独特的特性，导致任何对量子比特的测量都会干扰到它原本的状态，从而无法窃取到任何有用的信息。还有容错性等优势。
2. 量子计算机局限
