理並不主要建立在量子效應上）。假如我們的信息由一個個電子來傳輸，我們規定，當一個電子是“左旋”的時候，它代表了0，當它是“右旋”的時候，則代表1（通常我們會以“上”和“下”來表示自旋方向，不過可能有讀者會對“上旋”感到困惑，我們換個稱呼，這無所謂）。現在問題來了，當我們的電子到達時，它是處於量子疊加態的。這豈不是說，它同時代表了0和1？
這就對了，在我們的量子計算機裏，一個bit不僅隻有0或者1的可能性，它更可以表示一個0和1的疊加！一個“比特”可以同時記錄0和1，我們把它稱作一個“量子比特”（qubit）。假如我們的量子計算機讀入了一個10bits的信息，所得到的就不僅僅是一個10位的二進製數了，事實上，因為每個bit都處在0和1的疊加態，我們的計算機所處理的是2^10個10位數的疊加！
換句話說，同樣是讀入10bits的信息，傳統的計算機隻能處理1個10位的二進製數，而如果是量子計算機，則可以同時處理2^10個這樣的數！
利用量子演化來進行某種圖靈機式的計算早在70年代和80年代初便由Bennett，Benioff等人進行了初步的討論。到了1982年，那位極富傳奇色彩的美國物理學家理查德費因曼（RichardFeynman）注意到，當我們試圖使用計算機來模擬某些物理過程，例如量子疊加的時候，計算量會隨著模擬對象的增加而指數式地增長，以致使得傳統的模擬很快變得不可能。費因曼並未因此感到氣餒，相反，他敏銳地想到，也許我們的計算機可以使用實際的量子過程來模擬物理現象！如果說模擬一個“疊加”需要很大的計算量的話，為什麼不用疊加本身去模擬它呢？每一個疊加都是一個不同的計算，當所有這些計算都最終完成之後，我們再對它進行某種幺正運算，把一個最終我們需要的答案投影到輸出中去。費因曼猜想，這在理論上是可行的，而他的確猜對了！
1985年，我們那位在埃弗萊特的諄諄教導和多宇宙論的熏陶下成長起來的大衛德義奇閃亮登場了。他仿照圖靈當年走的老路子，成功地證明了，一台普適的量子計算機是可能的。所謂“普適機”（universalmachine）的概念可能對大家有點陌生以及令人困惑，它可以回到圖靈那裏，其基本思想是，存在某種圖靈機，把一段指令編成合適的編碼對其輸入，可以令這台機器模擬任何圖靈機的行為。我無意在這裏過於深入細節，因為那是相當費腦筋的事情，雖然其中的數學一點也不複雜。如果各位有興趣深入探索的話可以參閱一些介紹圖靈工作的文章（我個人還是比較推薦彭羅斯的《皇帝新腦》），在這裏各位所需要了解的無非是：我們聰明睿智的德義奇先生證明了一件事，那就是我們理論上可以建造一種機器，它可以模擬任何特殊量子計算機的過程，從而使得一切形式的量子計算成為可能。傳統的電腦處理信息流的時候用到的是所謂的“布爾邏輯門”（Boolean
LogicGate），比如AND，OR，NOT，XOR等等。在量子計算機中隻需把它們換成相應的量子邏輯門即可。
說了那麼多，一台量子計算機有什麼好處呢？
德義奇證明，量子計算機無法實現超越算法的任務，也就是說，它無法比普通的圖靈機做得更多。從某種確定的意義上來說，量子計算機也是一種圖靈機。但和傳統的機器不同，它的內態是不確定的，它同時可以執行多個指向下一階段的操作。如果把傳統的計算機稱為決定性的圖靈機（DeterministicTuringMachine,