量子計算機，早先由理查德·費曼提出，一開始是從物理現(xiàn)象的模擬而來的。可他發(fā)現(xiàn)當模擬量子現(xiàn)象時，因為龐大的希爾伯特空間使資料量也變得龐大，一個完好的模擬所需的運算時間變得相當可觀，甚至是不切實際的天文數(shù)字。

理查德·費曼當時就想到，如果用量子系統(tǒng)構(gòu)成的計算機來模擬量子現(xiàn)象，則運算時間可大幅度減少。量子計算機的概念從此誕生。

量子計算機，或推而廣之——量子資訊科學，在1980年代多處于理論推導(dǎo)等紙上談兵狀態(tài)。一直到1994年彼得·秀爾（Peter Shor）提出量子質(zhì)因子分解算法后，因其對通行于銀行及網(wǎng)絡(luò)等處的RSA加密算法破解而構(gòu)成威脅后，量子計算機變成了熱門的話題。

除了理論之外，也有不少學者著力于利用各種量子系統(tǒng)來實現(xiàn)量子計算機。

20世紀60年代至70年代，人們發(fā)現(xiàn)能耗會導(dǎo)致計算機中的芯片發(fā)熱，極大地影響了芯片的集成度，從而限制了計算機的運行速度。

研究發(fā)現(xiàn)，能耗來源于計算過程中的不可逆操作。那么，是否計算過程必須要用不可逆操作才能完成呢？問題的答案是：所有經(jīng)典計算機都可以找到一種對應(yīng)的可逆計算機，而且不影響運算能力。既然計算機中的每一步操作都可以改造為可逆操作，那么在量子力學中，它就可以用一個幺正變換來表示。

早期量子計算機，實際上是用量子力學語言描述的經(jīng)典計算機，并沒有用到量子力學的本質(zhì)特性，如量子態(tài)的疊加性和相干性。在經(jīng)典計算機中，基本信息單位為比特，運算對象是各種比特序列。