Kwantumcomputers gebruiken een ander soort bits, namelijk ‘qubits’. Een qubit is niet zomaar 1 of 0, maar beide tegelijk. Of beter gezegd: een qubit is 1 met een zekere waarschijnlijkheid en 0 met een zekere waarschijnlijkheid. Dit noemen we superpositie en is de basis voor kwantumcomputers.
Dit verschil, tussen qubits in superpositie en bits, is een van de belangrijkste verschillen tussen normale en kwantumcomputers. Daarbij heeft de qubit nog een aantal bijzondere eigenschappen. In een computer is het duidelijk zichtbaar of een bit de waarde 0 of 1 heeft. In een kwantumcomputer is dat niet zomaar te zien. Om de waarde van een qubit te achterhalen, moet deze gemeten worden. Wanneer een qubit is gemeten, neemt hij een bepaalde waarde aan.
Een andere eigenschap van qubits is ‘entangelen’ kunnen worden. Twee entangled qubits zijn van elkaar afhankelijk. Als een qubit een bepaalde waarde aanneemt, dan is de waarde van de andere qubits te voorspellen.
Doordat qubits niet maar één waarde hebben en je ze ook nog met elkaar kunt entangelen, kun je er theoretisch sneller mee rekenen dan met een normale computer. Met een normale computer met 8 bits heb je 2ˆ8 = 256 bits aan rekenkracht. Bij een kwantumcomputer met 8 qubits is dit theoretisch 2ˆ(2ˆ8) = 1,2*10ˆ77 meer rekenkracht ten opzichte van een normale computer. Dat is ontelbaar veel meer. Het is belangrijk om hierbij te zeggen dat kwantumcomputers niet alle berekeningen sneller kunnen doen dan normale computers. Wat kunnen ze wel?