量子器件不僅體積小，而且工作原理和現有的半導體電子器件完全不一樣。迄今為止，各種硅半導體電子器件都是通過控制電子的數目來實現信息處理的。例如，開關元件通過有無電子流來控制電路的通、斷，或表示狀態“1”或“0”；放大元件是控制所通過電子的多少來實現放大功能的。
然而，量子器件不單純通過控制電子數量的變化，而主要是通過控制電子波動的相位來進行工作的，它能實現更高的響應速度和更低的電力消耗。因此，量子器件的出現，人們就有可能研製出比現有最小的電子器件還要小的、由單個電子構成的元器件。據報道，美國威斯康星大學的材料科學家根據量子力學理論已製造出了一些可容納單個電子的被稱為“量子點”的微小結構。這種量子點非常微小，在一個針尖上就可容納幾十億個。這將為製造更微型化的微處理器和更高容量的存儲器開拓了美好的前景。科學家認為，量子力學的理論將會對整個電子工業產生重大的影響，就是產生量子計算機。
所謂量子計算機，是指建立在量子力學理論基礎上的計算機，它有兩個含義：一是指它所用的微處理器是一種量子器件；二是指它的計算過程將利用量子力學理論。
量子計算機除了所用的器件同現在的計算機不同外，其工作原理也不一樣，且可以快速完成複雜的計算任務。如要對一個巨大的數進行因子分解，使用現在的計算機時，不僅需要完成大量的除法操作，且操作次數可迅速呈指數上升，而量子計算機卻可迅速完成這一工作。
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