ماشین‌های كوآنتومی به دلیل استفاده از واحدهای كوآنتومی كه به آنها كیوبیت گفته می‌شود، نسبت به رایانه‌های كنونی معماری و ساختار كاملا متفاوتی داشته و بسیار قدرتمندتر هستند. پردازنده‌های كنونی، برای حل مسائل، آنها را به واحدهایی به نام بیت تبدیل می‌كنند كه بر مبنای دستگاه اعداد دودویی (binary numbers)  عمل كرده و در هر لحظه می‌تواند یكی از مقادیر صفر یا یك را نشان دهد؛ در حالی كه در پردازنده‌های كوآنتومی هر واحد كه كیوبیت نام دارد، مانند ذرات زیراتمی از قوانین كوآنتومی تبعیت كرده و می‌تواند در هر لحظه هم صفر و هم یك باشد. بر همین اساس رایانه‌های كوآنتومی مقادیر بسیار بالایی از داده‌ها را به صورت همزمان پردازش می‌كنند در حالی كه پردازنده‌های كنونی باید این اطلاعات را به صورت زنجیره‌ای و یكی پس از دیگری پردازش كنند. این توانایی مهیج می‌تواند سرعت پیشرفت فناوری را به‌شدت افزایش دهد. اما به دلیل دشواری حفظ خاصیت كوآنتومی كیوبیت‌ها در مدت زمان بالا، پیشرفت و توسعه این فناوری با سرعت بسیار زیادی همراه نبوده است.

به گفته یكی از متخصصان كوآنتوم دانشگاه ام‌آی‌تی ایالات متحده، اهمیت محاسبات كوآنتومی در پیشرفت فناوری مانند اهمیت اختراع اولین هواپیما توسط برادران رایت است! بنابراین توسعه این دانش می‌تواند پیشرفت‌های بسیار وسیعی را در حوزه‌های مختلف علمی از كشف داروها و مواد و تركیبات شیمیایی برای صنایع گوناگون، رمزنگاری، مدلسازی مولكولی و همچنین قدرتمندتر كردن هرچه بیشتر هوش مصنوعی ایجاد كند. البته احتمالا تا رسیدن به زمانی كه به چنین پردازنده پرقدرتی برای پردازش داده‌های بسیار كلان نیاز باشد، زمان زیادی پیش رو داشته باشیم. در حقیقت گرچه این فناوری می‌تواند سرعت پیشرفت علم را چند برابر كند، اما از آنجا كه دانش كنونی بشر نیز هنوز نتوانسته چنین حجم عظیمی از داده‌ها را به وجود آورد، شاید اهمیت توسعه رایانه‌های كوآنتومی هنوز برایمان كاربردی و ملموس نباشد.