量子计算是一种先进的信息处理方式，它使用量子比特（qubits）代替传统计算机中的二进制位（bits）。与传统的0或1不同，量子比特可以同时表示0和1，这种现象称为叠加态。此外，量子比特之间可以相互纠缠，即一个量子比特的状态可以依赖于另一个量子比特的状态，无论它们相隔多远。这种纠缠特性是量子计算强大且与传统计算不同的关键特征之一。
量子计算的并行性能力使其能够同时进行多个计算，这得益于量子力学原理，允许量子系统同时存在于多个状态（叠加态）。这种并行性是量子计算机能够比传统计算机更快解决某些问题的关键。例如，量子计算机可以利用Shor算法快速分解大数，而传统计算机在处理大数时，分解时间会随着数字大小呈指数增长。
量子计算在多个领域都有潜在的应用，包括但不限于数据科学、密码学、药物发现、机器学习、气候研究和供应链优化。在数据科学领域，量子计算能够加快数据处理过程，例如通过加快机器学习模型的训练，提高效率。在密码学领域，量子计算机有可能破解许多当前用于保护通信和数据存储的加密算法，但同时，量子计算也有望实现新的、能够抵御量子攻击的加密形式，例如量子密钥分发（QKD）。