Klasyczne komputery zostały zaprojektowane w taki sposób, aby działać zgodnie z nieelastycznymi regułami, które zazwyczaj polegają na wykonywaniu wielu różnorodnych zadań. Komputery kwantowe z kolei mają zazwyczaj za zadanie działać w bardzo okrojonym obrębie działań. Można powiedzieć, że są w pewnym sensie wyspecjalizowanymi komputerami przeznaczonymi do wąskiej grupy aktywności. Komputery te mają za zadanie znajdować konkretne obliczenia i przeciwdziałać specjalistycznym problemom. W dosłownym rozumieniu komputery kwantowe zostały zaprogramowane po to, aby znaleźć igłę w stogu siana. Czyli, innymi słowy, to, co zwykłym komputerom zajęłoby ogromną ilość czasu.
Niektórzy, aby wytłumaczyć ten schemat w prosty sposób, porównują komputery kwantowe do myszy, które biegnie przez koło zamachowe. Klasyczny komputer znajduje podczas biegu drogę w prosty sposób. Prosty, aczkolwiek czasochłonny, bo sprawdza każde rozwiązanie z osobna, aż dotrze do prawidłowego wyniku. Z kolei komputer kwantowy różni się tym, że sprawdza wszystkie możliwości jednocześnie. Dzięki temu nie musi tak jak komputer klasyczny wpadać na problemy w postaci nieprawidłowych rozwiązań.
Komputery kwantowe działają w nieco bardziej enigmatyczny sposób
Obliczenia realizowane przez komputery kwantowe znacznie różnią się od klasycznych komputerów. Kiedy laptop lub komputer stacjonarny oblicza coś za pośrednictwem bitów, komputer kwantowy w to miejsce wykorzystuje tak zwane qubity. Oznacza to tyle, że działa w skali atomowej oraz subatomowej. Działanie to różni się przede wszystkim efektywnością i szybkością. Sama jakość pozostaje bez zmian, jednak wyszukiwanie specjalistycznych liczb w stogu siana. Podczas liczenia liczb przez procesory kwantowe, wszystkie wyniki obierają tak zwaną superpozycję.
Polega to na tym, że każda możliwość jest brana pod uwagę równocześnie. Dzieje się tak do momentu, gdy komputer natrafia na poprawne obliczenie. Wówczas załamują się inne wyniki i pozostaje do wyboru jeden. Z tego powodu komputer kwantowy zyskuje na prędkości. Ponieważ zwykły sprzęt bierze pod uwagę tylko pojedyncze rozwiązania. Bity wykorzystywane przez komputer mają charakter zero jedynkowy. Sprawdzają każdą odpowiedź oddzielnie, jedna po drugiej. Komputery kwantowe biorą pod uwagę każde rozwiązanie w tym samym czasie, dzięki czemu mogą niemal natychmiastowo udzielić odpowiedzi.