W dziedzinie obliczeń kwantowych odpowiednikiem tranzystora są zazwyczaj reprezentowane przez różne układy fizyczne, którymi można manipulować w celu wykonywania operacji kwantowych. Systemy te obejmują między innymi obwody nadprzewodzące, uwięzione jony i półprzewodnikowe kropki kwantowe. Każdy z tych systemów można sterować tak, aby działał jak bramki kwantowe, analogicznie do działania tranzystorów w klasycznym informatyce. Te bramy kwantowe manipulują kubitami, podstawowymi jednostkami informacji kwantowej, w celu wykonywania operacji wymaganych w algorytmach kwantowych.
W obliczeniach kwantowych odpowiednikiem bitu klasycznego jest kubit (bit kwantowy). W przeciwieństwie do klasycznych bitów, które mogą istnieć tylko w stanach 0 lub 1, kubity mogą istnieć w superpozycji obu stanów jednocześnie, dzięki zasadom mechaniki kwantowej. Ta właściwość umożliwia komputerom kwantowym wykonywanie równoległych obliczeń i potencjalnie rozwiązywanie niektórych problemów znacznie szybciej niż komputery klasyczne.
Tranzystor kwantowy to hipotetyczne urządzenie, które mogłoby pełnić funkcje klasycznego tranzystora w komputerze kwantowym. Musiałby mieć możliwość kontrolowania przepływu informacji kwantowej (kubitów) i interakcji z innymi elementami obwodu kwantowego. Obecnie termin „tranzystor kwantowy” ma raczej charakter koncepcyjny niż rzeczywistość fizyczną, ponieważ technologie obliczeń kwantowych są wciąż na wczesnym etapie rozwoju.
Kubit nie jest odpowiednikiem tranzystora, ale raczej klasycznym bitem pod względem reprezentacji informacji. Kubity mają jednak unikalne właściwości wynikające z mechaniki kwantowej, takie jak superpozycja i splątanie, które sprawiają, że komputery kwantowe zasadniczo różnią się od komputerów klasycznych. Kubity umożliwiają komputerom kwantowym potencjalne rozwiązywanie niektórych problemów wykładniczo szybciej niż komputery klasyczne, szczególnie te związane ze złożonymi symulacjami, kryptografią i optymalizacją.
Moc komputera kwantowego w porównaniu z komputerem klasycznym mierzy się jego zdolnością do skuteczniejszego rozwiązywania określonych typów problemów. Komputery kwantowe doskonale radzą sobie z zadaniami, które wymagają ogromnej równoległości i wymagają jednoczesnej oceny wielu możliwości. W przypadku niektórych algorytmów, takich jak algorytm Shora do rozkładu na czynniki dużych liczb lub algorytm Grovera do przeszukiwania nieposortowanych baz danych, komputery kwantowe wykazały potencjał wykładniczego przyspieszenia w porównaniu z klasycznymi odpowiednikami. Jednak w przypadku większości codziennych zadań obliczeniowych klasyczne komputery pozostają bardziej praktyczne i wydajne ze względu na ich dojrzałość, niezawodność i szeroką bazę zastosowań.