我们目前接触到的主流电子计算机都是基于二进制数字进行工作的，这样非常符合电流、磁铁和开关的有无状态，物理上非常好实现，虽然说俄罗斯曾经利用正电、负电和无电制造过三进制的电子计算机，但是其物理性能还远远没有现在的二进制计算机性能高，所以一度被搁置，不过想利用更高进制代替二进制的想法却一直是科学家们的梦想。因为在物理性能相同的情况下从数学理论上高位进制的运算速度远远大于二进制，期中量子计算机就是其中的一种。
量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。
普通的数字计算机在0和1的二进制系统上运行，称为“比特”。但量子计算机由于量子的不确定性，计算机的输入用一个具有有限能级的量子系统来描述，如二能级系统（称为量子比特），量子计算机的变换包括所有可能的幺正变换。
正是由于量子计算机的输入态和输出态为一般的叠加态（其相互之间通常不正交），所以它要远远强大于传统的二进制计算机。因为它们可以在量子比特上运算，可以计算0和1之间的数值。
从数学抽象上看，量子计算机执行以集合为基本运算单元的计算，普通计算机执行以元素为基本运算单元的计算，所以量子计算机要比经典计算机快很多。有学者甚至认为量子计算机比传统计算机快数十亿倍。
说到量子计算机就不得不谈下量子纠缠，现在的科学技术已经估算出量子纠缠的速度大约是光速的一万倍以上，这种超光速的概念颠覆了传统物理学。尤其是在大贝尔不等式被广泛实验后，这门学科得到越来越多专家学者的关注。
量子纠缠的概念被提出来以后，很多人工智能学者开始思考人脑是否本质上就是一台量子计算机（图2-2-18）， 甚至大脑所产生的思维意识本身也是一种类似量子的物理现象，通过量子纠缠人的思想完全可以超越光速跨越时间。
但是只要提到“量子意识”，相信大多数物理学家都会败下阵来，因为这个概念现在还是一个很模糊的假设。2015年加州大学物理学家马修-费希尔在《物理学年鉴》提出，大脑可能含有某些特定分子，能维持更加稳固的量子叠加态。他特别指出，磷原子的原子核可能就具有这种能力，文中提出磷原子的核自旋可以作为大脑中的初级“量子比特”，这使大脑能够像一个量子计算机那样运作。
那么人类大脑是台量子计算机吗？量子物理能够解释意识吗？这一切又是否是一个有待证明的假设呢？
我们现在做一个假设，这个假设是说所有的物体都会发光，当然这种光不是普通的可见光，我们可以把它理解为一种波。
也就是说，黑色的物体甚至黑洞本身也会广播一种光波，这种光波类似充斥着整个宇宙包括我们以前所定义的真空。
当两种光波相互交错的时候就有了感应，而这些感应在某种程度上或者说达到一个阈值时便是构成意识的基础。
举个小例子：当你烧水的时候，水没有到100度是不会沸腾的，只有水温大到了100摄氏度的时候你才会意识到水烧开了。而水分子本身也是到了100摄氏度的时候才明显活跃起来的。
备注：思维和意识的本质也是一种物质形态。
图2-2-18量子大脑
ps：目前大多是低温状态下的光量子计算机
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