Kuantum hesaplama alanında, bir transistörün eşdeğeri tipik olarak kuantum işlemlerini gerçekleştirmek üzere yönetilebilen çeşitli fiziksel sistemlerle temsil edilir. Bu sistemler, diğerlerinin yanı sıra süper iletken devreleri, sıkışmış iyonları ve yarı iletken kuantum noktalarını içerir. Bu sistemlerin her biri, klasik hesaplamadaki transistörlerin işleyişine benzer şekilde kuantum kapıları görevi görecek şekilde kontrol edilebilir. Bu kuantum kapıları, kuantum algoritmaları için gerekli işlemleri gerçekleştirmek üzere kuantum bilgisinin temel birimleri olan kübitleri yönetir.
Kuantum hesaplamada klasik bitin eşdeğeri kubittir (kuantum biti). Yalnızca 0 veya 1 durumlarında bulunabilen klasik bitlerin aksine, kuantum mekaniğinin ilkeleri sayesinde kubitler her iki durumun süperpozisyonlarında aynı anda var olabilir. Bu özellik, kuantum bilgisayarların paralel hesaplamalar yapmasına ve potansiyel olarak bazı sorunları klasik bilgisayarlardan çok daha hızlı çözmesine olanak tanır.
Kuantum transistörü, bir kuantum bilgisayarında klasik bir transistörün işlevlerini yerine getirebilecek varsayımsal bir cihazdır. Kuantum bilgisinin (kübitler) akışını kontrol edebilmesi ve kuantum devresinin diğer bileşenleriyle etkileşime girebilmesi gerekir. Şu anda “kuantum transistörü” terimi, fiziksel bir gerçeklikten ziyade kavramsal bir fikirdir, çünkü kuantum hesaplama teknolojileri henüz gelişiminin ilk aşamalarındadır.
Bir kübit, bilgi temsili açısından bir transistöre değil, klasik bir bit’e eşdeğerdir. Bununla birlikte kübitler, kuantum mekaniği nedeniyle süperpozisyon ve dolaşma gibi benzersiz özelliklere sahiptir ve bu da kuantum bilgisayarlarını klasik bilgisayarlardan temelde farklı kılar. Qubit’ler, kuantum bilgisayarların, özellikle karmaşık simülasyonlar, kriptografi ve optimizasyonla ilgili belirli sorunları klasik bilgisayarlardan katlanarak daha hızlı çözme potansiyeline sahip olmasını sağlar.
Bir kuantum bilgisayarın klasik bir bilgisayarla karşılaştırıldığında gücü, belirli türdeki sorunları daha verimli çözme yeteneği açısından ölçülür. Kuantum bilgisayarlar, büyük paralellik içeren ve birçok olasılığın aynı anda değerlendirilmesini gerektiren görevlerde öne çıkıyor. Shor’un büyük sayıları çarpanlara ayırma algoritması veya Grover’ın sıralanmamış veritabanlarını aramaya yönelik algoritması gibi belirli algoritmalar için, kuantum bilgisayarları, klasik muadillerine göre üstel hızlanma potansiyelini göstermiştir. Ancak günlük bilgi işlem görevlerinin çoğu için klasik bilgisayarlar olgunlukları, güvenilirlikleri ve geniş uygulama tabanları nedeniyle daha pratik ve verimli olmaya devam ediyor.