量子计算的发展格外艰难，是由其自身性质决定的。量子现象是人类在微观领域发现的与宏观经典世界截然不同的一些现象。科学家们在理论上证明，可以利用物质的微观量子态进行计算。因为量子态的特征，其计算效率会远超传统计算机。传统计算机中存储和处理一系列的数字“0”和“1”，虽然其速度不断提升，但随着半导体器件的功能逐渐接近极限，计算机处理器的速度终究会到达尽头。而所谓的“量子比特”（qubit），利用其自身奇特的量子特性，可以同时处于“0”和“1”两种状态。如果利用量子比特进行计算，其进行计算的逻辑完全不同，速度相比传统计算机会有革命性的提升。
