Avant d’expliquer la différence entre ordinateur classique et ordinateur quantique, il est nécessaire de comprendre deux concepts de physique quantique :

• Le concept de la superposition d’états. La superposition est la capacité contre-intuitive d’un objet quantique, comme un électron, à exister simultanément dans plusieurs « états » différents. Elle est littéralement dans ces différents états à la fois : à la fois dans un état et dans autre, sans faire une moyenne des deux. Une mesure détruira cette superposition, et ce n’est qu’alors que l’on pourra dire qu’il est dans l’état inférieur ou supérieur.
• La mesure dans la mécanique quantique. Il n’est pas possible de mesurer deux choses dont la connaissance simultanée est impossible : la position et la vitesse d’une molécule, par exemple. Il est ainsi important de savoir ce que l’on mesure, sinon on perturbe l’état. C’est ce qu’on appelle l’action retour de la mesure : si on mesure l’état quantique on peut de manière irréversible changer son état.