Respostas:
Em poucas palavras: os processadores agora funcionam com elétrons e, portanto, são limitados pela velocidade da luz e várias outras nuances.
Os processadores quânticos aproveitam as propriedades das partículas subatômicas (por exemplo, emaranhamento quântico ou a "Ação assustadora à distância" de Einstein) para superar alguns desses limites e oferecer um aumento potencialmente exponencial de potência.
Em poucas palavras: são muito, muito mais rápidos.
Leia primeiro Introdução à mecânica quântica e, em seguida, Mecânica quântica . Depois disso, leia a unidade Quantum computing , QIS e Quantum Processing .
Josh K se vinculou a alguns bons recursos que não seriam uma má idéia para você ler. Acredito que a maioria das informações da Wikipedia sobre esses tópicos seja razoavelmente precisa. Mas, caso você não saiba dos títulos dos links, a computação quântica não é exatamente um assunto trivial. Você precisa estar familiarizado com algum material de base (isto é, física quântica) para entender isso.
Para uma explicação um pouco menos técnica (proveniente de alguém que estudou computação quântica com mais detalhes), tente o seguinte: na mecânica quântica, as propriedades das partículas são descritas por "estados quânticos" que consistem em uma combinação de "estados básicos". Por exemplo, os elétrons têm um giro (momento angular), então eles agem como pequenos ímãs. Coloque-os em um campo magnético e eles apontam para cima ou para baixo (bem, paralelos ou antiparalelos ao campo). Em computadores normais (modelo simplificado), você pode escolher até 1 e diminuir para 0, e pode fazer cálculos ajustando os campos magnéticos para girar os elétrons para cima ou para baixo conforme desejar.
Mas na mecânica quântica, os elétrons não se limitam a apontar apenas para cima ou apenas para baixo; eles podem realmente ter alguma combinação ( superposição ) desses dois estados, como metade para cima e metade para baixo ao mesmo tempo . Isso pode representar um pouco que atua como 1 e 0. É chamado de qubit . Quando você reúne vários qubits (elétrons), pode obter superposições mais complicadas, como 11/10/00 ou 110/101/011/001/000 ou o que for, e se você as usar no tipo certo de computador, é como executando um algoritmo com 3 ou 5 ou com muitas entradas simultaneamente. Portanto, qualquer algoritmo que exija que você execute a mesma operação em muitos conjuntos diferentes de bits pode ser enormemente acelerado pela computação quântica. Na prática, verifica-se que alguns algoritmos de tempo exponencial se transformam em algoritmos de tempo polinomial quando você os executa em um computador quântico.