叠加，是指一个量子系统可以处在不同量子态的叠加态上。著名的“薛定谔的猫”思想实验曾经形象表述为“一只猫可以同时既是活的又是死的”。

纠缠，是指当两个或者两个以上的微观粒子（例如光子）组成的系统中，粒子之间相互影响的现象。不论两个粒子分离多远，对其中一个粒子的量子态做任何改变，另一个会立刻感受到并做相应改变。

那么，为什么量子计算机可以达到如此强大的计算能力？简单说，它拥有“量子位”。经典计算机存储信息采用的是比特位（0或1），而量子计算机表示信息所用的是量子位。

量子位是一个双态量子系统（例如：光子偏振态或电子自旋态等），可同时处于“既是0又是1”的叠加态。经典计算机中的两个比特位，在某一时刻，仅能存储4个二进制数：00、01、10、11中的一个。

如下图所示（a）芯片铸造工厂制造的量子点器件之一的扫描电子图像。用四根独立的控制线（浅灰色）可以在硅中形成四个量子点（深灰色）。这些线是启用所谓的量子门的控制旋钮。（b）二维阵列器件的示意图。