目前，绝大多数计算机都是处理由0、1组成的巨大数组。这两个二进制数字经常被称为比特。随着时代进步，物理学家和工程师们能够使用越来越小的器件来构建功能性比特。真空管和电磁继电器逐渐被现代化的集成电路所代替。一个可以轻易置入手机或者手表的小型芯片上聚集着数十亿个晶体管。而且晶体管的尺寸仍然在继续变小。
然而，当微型化接近原子大小的时候——其实现在的晶体管不比原子大很多——我们便置身于一个崭新的世界：量子力学奇境。比特的量子版，即量子比特，可以是0和1的任意组合（用专业术语讲，即“叠加”）。相较于由比特构成的经典计算机，由量子比特构成的量子计算机的功能可能更加强大，但也更加复杂和脆弱。
量子计算机已成为当今科学技术的前沿。量子比特的制造融合了低温科学、超导和新型光电电路，是一项开创性的杰出技术成就。但它们其实比基于现代晶体管的经典比特更大，而非更小。我们目前能够制造的量子计算机还没有实际用途。事实上，针对它们的研究主要还是着眼于未来。
在这条发展道路上，“量子霸权”标志着一个里程碑：量子计算机能够完成一项复杂的计算，而这样的计算，通常的经典计算机无法在较短的时间内完成。
谷歌的研究人员们最近在《自然》杂志上发表了一篇让人印象深刻的论文，宣称用一台名为Sycamore的处理器实现了量子霸权。让人惊讶的是，他们的这台量子计算机只由几十个低质量（或“噪声”较大）的量子比特构成，可它的性能却能够比肩由数百上千亿高质量比特所构成的最先进的经典计算机。
尽管如此，我们最好谨慎、全面地看待它。首先，Sycamore实现的只是非常特殊的计算。即使对一名物理学家来说，该计算听起来都很复杂，并没有明显的实用价值。而且，IBM的研究人员很快注意到，利用更好的算法的经典计算机也能在不太长的时间内完成。
而更加让人深思的则是量子霸权的意义。其实解决重要的定量问题时，我们不用量子比特也可以比任何经典计算机都快。
随便一个碳原子，仅通过自己的行为，便能“计算”出一个非常重要的实际问题的答案——即碳会如何运动和变化？比如，通过检测气体碳在受热或激光辐射后的发射光谱，我们就可以“计算”出碳原子是如何辐射光子以及与光进行相互作用的。相比于任何超级计算机求解相关方程的速度，碳原子给出答案的速度显然快得多。而且这个方案很容易扩展：只
要多用几个碳原子，你就可以解决化学中的一些重要问题。
毫无疑问，从长远来看，利用物质量子特性的计算机将大大地增强我们解决有用问题的能力。但我们距离这个目标还很遥远，甚至都不能确保一定成功。在可预见的将来，我们顶多只能在精心选择的应用中拥有“量子优势”，而并非在广泛的领域拥有“量子霸权”。