کامپیوترهای قدیمی داده‌ها را به صورت بیت‌های صفر و یک پردازش می‌کنند. این در حالی است که کامپیوترهای کوانتومی مزیت ویژه‌ای دارند که بیت‌هایشان می‌تواند همزمان هم صفر و هم یک باشد. این ویژگی، قدرت پردازش آن‌ها را به شکل نمایی افزایش می‌دهد؛ چرا که دو بیت کوانتومی (کوبیت) می‌تواند 4 حالت داشته‌باشد، سه بیت کوانتومی می‌تواند 8 حالت داشته‌باشد و به همین شکل ادامه پیدا می‌کند.
بر این اساس، کامپیوترهای کوانتومی می‌توانند احتمالات بسیاری را همزمان بررسی کنند، در حالی که کامپیوترهای معمولی هر گزینه را باید جداگانه و یکی پس از دیگری بررسی کنند. بر اساس پیشرفت‌های اخیر، کامپیوترهای کوانتومی می‌توانند بسیار سریع‌تر از کامپیوترهای قدیمی محاسبه انجام دهند ولی آزمون اصلی زمانی است که بتوانند محاسباتی را انجام دهند که کامپیوترهای عادی نمی‌توانند آن را انجام دهند. این نقطه عطف می‌تواند «برتری کوانتومی» نامیده شود.
نمایی از یک مدار نوری که در آن فوتون‌ها (که با رنگ قرمز نشان داده شده‌اند) از طریق یک مسیر مارپیچی از تقسیم‌کننده پرتو و آینه فرستاده می‌شوند و یک کامپیوتر کوانتومی مثل جیوژنگ (Jiuzhang) خروجی Yi-Han Luo را محاسبه می‌کند.
سال گذشته، گوگل اولین شرکتی بود که ادعا کرد به برتری کوانتومی رسیده‌است. این شرکت گفت، پردازنده 53-کوبیتی سایکامور، محاسبه‌ای را در 200 ثانیه انجام داده‌است؛ تسکی که بر اساس تخمین‌های گوگل، قدرتمندترین سوپر کامپیوترهای جهان برای انجام آن به 10.000 سال زمان نیاز دارند.
امروز چین مدعی است به انجمن برتری کوانتومی پیوسته‌است. کامپیوتر جیوژنگ پاسخ یک سوال چالشی را در 3 دقیقه و 20 ثانیه به دست آورده‌است. یک سوپر کامپیوتر قدیمی نمی‌تواند در کم‌تر از 2/5 میلیارد سال به این مساله پیچیده جواب بدهد. برای درک بهتر، این زمان معادل بیش از نیمی از سن فعلی زمین است.
این محاسبه، تحت عنوان نمونه‌گیری بوزون شناخته شده‌است که در واقع خروجی یک مدار نوری پیچیده را به دست می‌آورد. اساسا، فوتون‌ها از ورودی‌های مختلف وارد سیستم می‌شوند، سپس داخل سیستم توسط تقسیم‌کننده‌های پروتو، منشعب می‌شوند و با آینه به اطراف منعکس می‌شوند. نمونه‌گیری بوزون همه این متغیر‌ها را در نظر می‌گیرد و خروجی‌های ممکن برای این مارپیچ را محاسبه می‌کند. این محاسبه برای کامپیوترهای معمولی به شدت دشوار است ولی آزمون خوبی برای کامپیوترهای کوانتومی است.
در این مورد، جیوژنگ با 50 فوتون، 100 ورودی، 100 خروجی، 300 تقسیم‌کننده پرتو و 75 آینه کار می‌کرد. این کامپیوتر به گونه‌ای برنامه‌ریزی شده که یک نمونه توزیع‌شده را در زمانی که می‌توان یک فنجان قهوه درست کرد، محاسبه کند. این در حالی است که چهارمین سوپر کامپیوتر قدرتمند در جهان، به نام سان‌وی تایهو لایت (Sunway TaihuLight) زمانی معادل یک پنجم سن جهان نیاز دارد تا این کار را انجام دهد.
قطعا کامپیوترهای کوانتومی دست‌آورد بزرگی هستند ولی کامپیوترهای قدیمی به زودی جایی نمی‌روند. این محاسبات خودشان مورد نیاز نیستند؛ بلکه آزمونی برای خودنمایی و به نمایش گذاشتن قدرت بالقوه کامپیوترهای کوانتومی است. به علاوه، این کامپیوترهای کوانتومی هنوز ایراد‌های پایایی دارند که باید برطرف شود و نمی‌تواند لزوما در همه زمینه‌ها برتر از کامپیوترهای قدیمی باشد.
