量子计算机与传统计算机的根本区别在于它们的计算模型不同。传统计算机使用二进制位（也称为比特）来存储和处理信息，每个比特只能存储一个二进制位的值，即0或1。而量子计算机使用量子位（也称为qubit）来存储和处理信息，每个量子位可以同时存储0和1的超级位置态（superposition state）。
量子位的超级位置态允许量子计算机在同一时间内进行多个计算，这种现象被称为量子并行性（quantum parallelism）。在传统计算机中，如果要对n个比特进行计算，则需要执行2^n次计算。而在量子计算机中，可以使用量子并行性对这n个量子位进行计算，只需要执行n次计算。
另一个量子计算机的重要特性是量子纠缠（quantum entanglement）。在传统计算机中，两个比特的状态是相互独立的，它们之间没有任何关系。但在量子计算机中，两个量子位可以处于量子纠缠态（entangled state），它们之间的状态是相互依赖的。当一个量子位被测量时，它的状态将影响到与其处于量子纠缠态的其他量子位的状态。这种相互关系可以用于量子通信和量子密码学等领域。
由于量子计算机具有超级位置态和量子纠缠等特性，它们可以在某些情况下比传统计算机更快地解决一些特定的问题。例如，量子计算机可以在多项式时间内解决因子分解问题和离散对数问题等传统计算机无法在多项式时间内解决的问题，这对于密码学的应用具有重要意义。
然而，目前的量子计算机技术仍面临很多挑战和限制。其中最主要的问题是量子位容易受到环境噪声的影响，这会导致量子态的退相干（decoherence），从而破坏量子并行性和量子纠缠等特性。为了解决这个问题，需要使用量子纠错码和量子错误校正等技术，这会增加硬件复杂度和计算成本。
此外，目前的量子计算机还面临着规模和可控性的限制。当前的量子计算机只能实现几十个量子位的计算，而要实现实际应用中需要的数百个或数千个量子位的计算，仍需要大量的研究和技术突破。另外，由于量子计算机的计算过程是不可逆的，因此在量子计算机上实现经典计算机上的大多数算法是相当困难的。
为了解决这些问题，当前的研究重点包括量子误差校正、量子通信、量子仿真和量子化学等领域。未来，随着量子计算机技术的不断发展，预计将会有更多的应用场景和可能性出现。