Speicher
Teilchen wie Atome oder Elektronen führen Gegensätzliches simultan aus: sich rechts und links herumdrehen oder zeitgleich hier und dort sein. Ein einzelnes Teilchen speichert somit „0“ und „1“ auf einmal. Physiker nennen das ein Quantenbit, kurz Qubit. Mit jedem weiteren Qubit verdoppelt sich die Speicherkapazität. Zwei Qubits speichern vier Werte simultan, drei Qubits acht Werte und so weiter. Mit 300 Qubits lassen sich gleichzeitig mehr Zahlen halten, als es Atome im Universum gibt. Daher kann ein Quantencomputer jede beliebig große Datenmenge schultern.
Verknüpfung
Um gespeicherte Daten auch parallel zu verarbeiten, müssen die Qubits verknüpft werden. Durch Wechselwirkung, etwa Stöße zwischen Ionen, verschmelzen Qubits zu einer Einheit. Diese „Verschränkung“ gibt es nur in der Quantenwelt. Verschränkte Qubits beeinflussen sich ohne Zeitverlust selbst über viele Kilometer hinweg.