Наш мир представляется неискушённому взгляду как набор вещей, каждая из которых состоит из более мелких вещей, и так далее. В комнате есть столы, стулья, шкафы, компьютеры и прочая мебель, каждый из этих предметов состоит из атомов, каждый атом состоит из ядра и электронов, дальше можно не продолжать. Если хочешь узнать всё о данном предмете, раздли его (мысленно) на возможно более мелкие составные части и изучи каждую часть по отдельности. Знание о всём предмете представляет собой сумму знаний о его частях.
Такую концепцию устройства мира можно назвать "механической", так как максимальную свою мощь эта концепция проявила в механике. Механика расправляется с природой по принципу "разделяй и властвуй": выделим, например, в Солнечной системе составные части - планеты, и для каждой планеты найдём её характеристики - массу, скорость, координаты. Свалив всё это в кучу, прлучим "состояние Солнечной системы" в данный момент времени. Теперь можно по точным механическим законам вычислять состояние Солнечной системы когда угодно - в прошлом, в будущем, и предсказывать что угодно - затмения, парады планет.
В квантовой механике, однако, нужна другая концепция. Так и назовём её "квантовомеханической". Даже в простейшем случае системы, состоящей из двух частей, знание о системе как целом не может быть получено складыванием знаний о её частях по отдельности. Так, в рассмотренном выше (при изложении парадокса ЭПР) случае системы двух электронов мы имеем важное знание о системе в целом: её полный спин равен нулю. Если же рассматривать любой из двух электронов по отдельности, то о его спиновом состоянии можно сказать только, что он неполяризован (то есть его спин с равной вероятностью равен +1/2 и -1/2). Но, зная о двух электронах, что они неполяризованы, никак не получишь, сложив эти знания, что полный спин равен нулю! (Если каждое из двух слагаемых с равной вероятностью либо +1/2, либо -1/2, то сумма не обязана равняться нулю.) Таким образом, полное знание о системе включает в себя, помимо знания о всех её частях, ещё нечто. Это нечто иногда называют "нелокальными корреляциями" между частями системы.
И вот оказывается, что эта "квантовомеханическая" концепция устройства мира, включающая в себя "нелокальные корреляции", способна породить идею исключительной важности для вычислительных технологий. Идея состоит в том, чтобы использовать это "нечто", выпадающее из рассмотрения в "механической" концепции реальности. А именно, использовать "нелокальные корреляции" между квантовыми элементами памяти для хранения промежуточной информации.
В "нелокальные корреляции" можно записать экспоненциально большой объём информации. То есть при количестве элементарных составляющих квантового компьютера (кубитов), равном 1000, мы имеем "оперативную память" размером порядка 21000 бит. Такие объёмы памяти и несничись человеку с "механической" концепцией, и не приснятся никогда, потому что это число больше, чем число атомов во все известной нам Вселенной. Далее, с точки зрения "механической" концепции, даже если мы располагаем такой большой памятью, использовать её эффективно всё равно не получится: каждое элементарное действие компьютера затрагивает небольшое число ячек памяти (например, операция сложения двух регистров затрагивает только эти два регистра и ещё регистр, в который записывается результат), так что для заполнения 21000 бит памяти необходимо совершить порядка 1000 элементарных операций. Но число 21000 превосходит количество всех процессов (включая, например, соударения атомов) с момента возникновения Вселенной. И снова приходит на помощь "квантовомеханическое" мировоззрение: так как "нелокальные корреляции" принадлежат не отдельным составным частям устройства (кубитам), а всему устройству в целом, то каждая манипуляция с одним-двумя кубитами перелопачивает сразу всю "оперативную память" нашего квантового компьютера. Подробное исследование показало, что достаточно уметь выполнять опрерации над каждым кубитом по отдельности и над каждой парой кубитов, чтобы выполнять полномасштабные квантовые вычисления, решающие такие задачи, которые не по зубам обычным компьютерам, сколько бы они ни совершенствовались. И ещё, конечно же, для работы квантового компьютера нужно уметь записывать и считывать информацию с отдельных кубитов. А вообще-то это никакие не "квантовые компьютеры", а, скорее, "квантовые калькуляторы".