Η πληροφορία δεν είναι μια οντότητα καθαρώς μαθηματική. Τουναντίον, λαμβάνει πάντοτε φυσική υπόσταση. Στην επιστήμη της παραδοσιακής, κλασικής πληροφορίας, η υπόσταση αυτή συμμορφώνεται προς την κλασική, ή μη κβαντική, φυσική. Το ανερχόμενο πεδίο της επιστήμης της κβαντικής πληροφορίας θέτει την πληροφορία σε κβαντικό πλαίσιο.
Το μπιτ, ο βασικός πόρος της κλασικής πληροφορίας, λαμβάνει πάντοτε μία από τις τιμές 0 και 1. Η κβαντική πληροφορία εμφανίζεται υπό μορφή κβαντικών μπιτ (q-μπιτ). Τα q-μπιτ είναι δυνατόν να βρίσκονται σε υπερθέσεις, καταστάσεις όπου είναι ταυτοχρόνως παρόντα και το 0 και το 1, ενώ οι ομάδες q-μπιτ μπορεί να παρουσιάζουν την ιδιότητα της «διαπλοκής», η οποία τους προσδίδει συσχετίσεις αντίθετες με τη διαίσθησή μας.
Οι κβαντικοί υπολογιστές που επεξεργάζονται q-μπιτ, ιδίως δε διαπλεγμένα q-μπιτ, υπερέχουν συντριπτικά έναντι των κλασικών υπολογιστών σε ό,τι αφορά τη διεκπεραίωση ορισμένων έργων. Η διαπλοκή των q-μπιτ συμπεριφέρεται ως πόρος ―ως κάτι ανάλογο με την ενέργεια―, ο οποίος μπορεί να αξιοποιηθεί για την επεξεργασία κβαντικής πληροφορίας.
Η επιστήμη της κβαντικής πληροφορίας έχει ως στόχο της να κατανοήσει τις γενικές αρχές υψηλού επιπέδου που διέπουν πολύπλοκα κβαντικά συστήματα όπως οι κβαντικοί υπολογιστές. Οι νόμοι της κβαντικής μηχανικής σχετίζονται με τις αρχές αυτές όπως σχετίζονται οι βασικοί κανόνες του σκακιού με τις ευρετικές στις οποίες στηρίζεται η σκακιστική δεξιοτεχνία.
