量子信息是计算机、信息科学与量子物理相结合而产生的新兴交叉学科，量子信息技术已经成为世界各国实施高新技术战略竞争的焦点之一。量子信息技术通过对光子、电子和冷原子等微观粒子系统及其量子态进行精确的人工调控和观测，借助量子叠加和量子纠缠等独特物理现象，以经典理论无法实现的方式获取、传输和处理信息。以量子计算、量子通信和量子测量为代表的量子信息技术在信息安全、通信网络、人工智能、空间探测、生物医疗等诸多领域将产生基础共性乃至颠覆性的重大影响。 量子计算主要依赖量子叠加和干涉等原理实现并行计算，能在某些传统计算机计算困难的问题上提供指数级加速，即可实现“量子计算优越性”，是未来计算能力跨越式发展的重要方向。量子计算主要依赖量子比特。量子比特依赖量子的叠加特性，可以制备在两个逻辑态 0 和 1的相干叠加态，换句话讲，它可以同时存储 0 和 1。考虑一个 N 个物理比特的存储器，若它是经典存储器，则它只能存储2?个可能数据当中的任一个，若它是量子存储器，则它可以同时存储2?个数，而且随着 N 的增加，其存储信息的能力将指数上升。 由于数学操作可以同时对存储器中全部的数据进行，因此，量子计算机在实施一次的运算中可以同时对2?个输入数进行数学运算。其效果相当于经典计算机要重复实施2?次操作，或者采用2?个不同处理器实行并行操作。可见，量子计算机可以节省大量的运算资源（如时间、记忆单元等）。