La velocidad y la capacidad de almacenamiento de las computadoras se han venido duplicando aproximadamente cada dos años(como dicta la ley de Moore), esto, acompañado de una miniaturización del componente fundamental del hardware: el transistor. Actualmente es posible fabricar chips (circuitos integrados de computadora) de un cuarto de micrón (un micrón es la millonésima parte de un metro), conteniendo cerca de 200 millones de transistores.

Pero de seguir la tendencia en la reducción del tamaño de los componentes, tendremos que enfrentarnos muy probablemente a las leyes cuánticas, cuando el tamaño de éstos alcance niveles atómicos. En este nivel, el transistor quizás pase a ser una pieza de museo y sea sustituido por una molécula. Las computadoras actuales están llegando al límite de la miniaturización y la frecuencia de pulsaciones de los relojes de cuarzo, pronto no podrán ser más rápidos.

Mediante técnicas litográficas avanzadas podrían producirse elementos cien veces menores que los hoy disponibles. Pero a tal escala, en la que la materia se presenta como una muchedumbre de átomos disgregados, los circuitos integrados apenas consiguen funcionar. Al reducir la escala diez veces más, los átomos manifiestan ya su identidad individual, y basta un solo defecto para provocar una catástrofe. Por consiguiente, si se pretende que las computadoras del futuro reduzcan su tamaño, será preciso que la técnica de uso se reemplacé o complemente con otras nuevas.

La ciencia de la computación en busca de una alternativa más allá de la tecnología del transistor, ha iniciado el estudio de la mecánica cuántica y su aporte para la creación de nuevas computadoras. Es así como han surgido las disciplinas: Nano-Computación y Computación Mecánico-Cuántica.

Las nano-computadoras tendrán componentes cuyo funcionamiento se rigen por los principios de la mecánica cuántica, pero los algoritmos que ellas ejecuten probablemente no involucren un comportamiento cuántico; mientras que las computadoras cuánticas buscan una posibilidad más excitante, usar la mecánica cuántica en un nuevo tipo de algoritmo que sería fundamentalmente más poderoso que cualquier otro esquema clásico. Una computadora que pueda ejecutar este tipo de algoritmo será una verdadera computadora cuántica.