We współczesnych maszynach informacja, czyli ciąg bitów, przekazywana jest dzięki przepływowi elektronów. Tranzystory w procesorach posiadają przełączniki, które mogą zostać ustawione w pozycji „0” (brak elektronu) lub „1” (elektron obecny). Tak więc, za pomocą np. trzech bitów można stworzyć 8 różnych kombinacji.. Jednak w danej chwili w tych trzech bitach można zapisać tylko jedną z ośmiu kombinacji.

Komputery kwantowe mają bazować na zjawisku z mechaniki kwantowej, która przewiduje, że ta sama cząsteczka może równocześnie znajdować się w innych miejscach, czyli jednocześnie przyjmować pozycje 0 i 1. W wyniku tego trzy kwantowe bity, zwane qubitami mogą jednocześnie przechowywać wszystkie osiem kombinacji i wykonywać na nich operacje. Komputer trzykubitowy będzie ośmiokrotnie bardziej wydajny, niż obecnie stosowane komputery.

Budowa komputera kwantowego w oparciu o jądrowy rezonans magnetyczny (potocznie zwany rezonansem magnetycznym)pozwoli na stworzenie podwalin dziedziny takiej jak informatyka kwantowa.