Op het gebied van kwantumcomputers wordt het equivalent van een transistor doorgaans vertegenwoordigd door verschillende fysieke systemen die kunnen worden gemanipuleerd om kwantumbewerkingen uit te voeren. Deze systemen omvatten onder meer supergeleidende circuits, gevangen ionen en halfgeleider-kwantumdots. Elk van deze systemen kan worden bestuurd om als kwantumpoorten te fungeren, analoog aan hoe transistors functioneren in klassiek computergebruik. Deze kwantumpoorten manipuleren qubits, de fundamentele eenheden van kwantuminformatie, om bewerkingen uit te voeren die nodig zijn voor kwantumalgoritmen.
Bij kwantumcomputers is het equivalent van een klassieke bit een qubit (kwantumbit). In tegenstelling tot klassieke bits die alleen in toestanden van 0 of 1 kunnen bestaan, kunnen qubits dankzij de principes van de kwantummechanica tegelijkertijd in superposities van beide toestanden bestaan. Deze eigenschap stelt kwantumcomputers in staat parallelle berekeningen uit te voeren en mogelijk bepaalde problemen veel sneller op te lossen dan klassieke computers.
Een kwantumtransistor is een hypothetisch apparaat dat de functies van een klassieke transistor in een kwantumcomputer zou kunnen vervullen. Het zou in staat moeten zijn de stroom van kwantuminformatie (qubits) te controleren en te interageren met andere componenten van een kwantumcircuit. Momenteel is de term ‘kwantumtransistor’ meer een conceptueel idee dan een fysieke realiteit, aangezien kwantumcomputertechnologieën zich nog in een vroeg ontwikkelingsstadium bevinden.
Een qubit is niet gelijkwaardig aan een transistor, maar eerder aan een klassieke bit in termen van informatierepresentatie. Qubits hebben echter unieke eigenschappen vanwege de kwantummechanica, zoals superpositie en verstrengeling, waardoor kwantumcomputers fundamenteel verschillen van klassieke computers. Qubits stellen kwantumcomputers in staat bepaalde problemen exponentieel sneller op te lossen dan klassieke computers, vooral als het gaat om complexe simulaties, cryptografie en optimalisatie.
De kracht van een kwantumcomputer vergeleken met een klassieke computer wordt gemeten in termen van zijn vermogen om bepaalde soorten problemen efficiënter op te lossen. Kwantumcomputers blinken uit in taken die gepaard gaan met enorm parallellisme en waarbij veel mogelijkheden tegelijkertijd moeten worden geëvalueerd. Voor bepaalde algoritmen, zoals het algoritme van Shor voor het factoriseren van grote aantallen of het algoritme van Grover voor het doorzoeken van ongesorteerde databases, hebben kwantumcomputers het potentieel voor exponentiële versnelling ten opzichte van klassieke tegenhangers aangetoond. Voor de meeste dagelijkse computertaken blijven klassieke computers echter praktischer en efficiënter vanwege hun volwassenheid, betrouwbaarheid en brede toepassingsbasis.