En el ámbito de la computación cuántica, el equivalente de un transistor suele estar representado por varios sistemas físicos que pueden manipularse para realizar operaciones cuánticas. Estos sistemas incluyen circuitos superconductores, iones atrapados y puntos cuánticos semiconductores, entre otros. Cada uno de estos sistemas puede controlarse para que actúe como puertas cuánticas, de forma análoga a cómo funcionan los transistores en la informática clásica. Estas puertas cuánticas manipulan qubits, las unidades fundamentales de información cuántica, para realizar las operaciones necesarias para los algoritmos cuánticos.
En computación cuántica, el equivalente de un bit clásico es un qubit (bit cuántico). A diferencia de los bits clásicos que sólo pueden existir en estados de 0 o 1, los qubits pueden existir en superposiciones de ambos estados simultáneamente, gracias a los principios de la mecánica cuántica. Esta propiedad permite a las computadoras cuánticas realizar cálculos paralelos y potencialmente resolver ciertos problemas mucho más rápido que las computadoras clásicas.
Un transistor cuántico es un dispositivo hipotético que podría realizar las funciones de un transistor clásico dentro de una computadora cuántica. Tendría que ser capaz de controlar el flujo de información cuántica (qubits) e interactuar con otros componentes de un circuito cuántico. Actualmente, el término «transistor cuántico» es más una idea conceptual que una realidad física, ya que las tecnologías de computación cuántica aún se encuentran en sus primeras etapas de desarrollo.
Un qubit no equivale a un transistor sino a un bit clásico en términos de representación de información. Sin embargo, los qubits tienen propiedades únicas debido a la mecánica cuántica, como la superposición y el entrelazamiento, que hacen que las computadoras cuánticas sean fundamentalmente diferentes de las clásicas. Los Qubits permiten que las computadoras cuánticas resuelvan potencialmente ciertos problemas exponencialmente más rápido que las computadoras clásicas, especialmente aquellos relacionados con simulaciones complejas, criptografía y optimización.
La potencia de una computadora cuántica comparada con una computadora clásica se mide en términos de su capacidad para resolver cierto tipo de problemas de manera más eficiente. Las computadoras cuánticas destacan en tareas que implican un paralelismo masivo y requieren evaluar muchas posibilidades simultáneamente. Para ciertos algoritmos, como el algoritmo de Shor para factorizar números grandes o el algoritmo de Grover para buscar bases de datos sin clasificar, las computadoras cuánticas han demostrado el potencial de una aceleración exponencial con respecto a sus contrapartes clásicas. Sin embargo, para la mayoría de las tareas informáticas cotidianas, las computadoras clásicas siguen siendo más prácticas y eficientes debido a su madurez, confiabilidad y amplia base de aplicaciones.