计算机科学家和工程师已经走上了一条有可能导致重大转变的道路：从基于经典物理学的确定性计算系统到利用量子物理学的怪异和古怪的概率规则的量子计算系统。许多评论家指出，如果工程师能够制造出实用的量子计算机，那么可能发生的计算形式将发生构造变化。
当然，量子计算机具有巨大的理论前景，但是构建实用计算机需要克服的障碍是巨大的。一些怀疑论者认为，技术挑战如此之大，以致通用量子计算机在可预见的将来不可能随时可用。其他包括现在正在谷歌、IBM、英特尔的工程师，则更加乐观，他们预计5年或内，第一台通用量子计算机将投入生产。
即使整个量子计算企业的发展比其支持者所预期的要慢得多，但似乎有一件事是可以肯定的。量子计算已经激发了人们对概率在计算系统中作用的更深刻的理解。
正是基于这种理解，我们在开始寻求对概率比特(p位)的研究，概率比特是一种用来描述量子计算机中基本信息单位的词qubit。费曼曾将这种概率计算机视为他所设想的量子计算机的对立面。
一种存储位的方法是使用具有两个可能的磁化方向的磁体。早期的计算机将这种方法用于磁芯存储器。但是，很难将磁存储器小型化，因为随着磁体的变小，磁体会变得不稳定。
但是，我们实际上并不需要新的基于磁铁的p位来构建概率计算机。使用不稳定的磁体作为基本构建块可以使用几个晶体管而不是数千个晶体管来实现p位，从而可以构建更大的概率计算机。
在这样的计算机中，p位系统从初始状态演变为最终状态，并通过许多可能的中间状态之一进行转换。计算机走哪条路径取决于纯粹的机会，每条路径都有一定的概率。将那里所有可能路径的概率加在一起，就可以得出到达给定最终状态的总体概率。
量子计算机做类似的事情，但是它使用量子位而不是p位。这意味着每个路径现在都具有物理学家所说的概率振幅，该振幅可以为负。更确切地说，它是一个复数，这意味着它既有实部也有虚部。
为了确定量子计算机中从初始状态到某个最终状态的总体概率，您首先必须将两者之间所有可能路径的幅度相加，以获得最终状态的概率幅度。最终振幅也是一个复数，然后将其幅值平方以得到实际概率，该范围在0(从不发生)到1(始终发生)之间。
简而言之，这是概率计算机和量子计算机之间的本质区别。前者增加了概率；后者增加了复杂的概率幅度。
这种差异比看起来更重要。概率是小于1的正数。因此，添加一条额外的路径只会增加最终的可能性。但是概率振幅是复数。这意味着添加其他路径可以抵消现有路径。
量子计算的能力直接来自于这种否定概率的能力。比如著名的量子算法，例如为整数分解而开发的Peter Shor或为搜索数据而设计的Lov Grover，都精心设计了可用的中间路径，这样导致错误输出的那些抵消，而导致正确答案的那些建设性地增加。
但是这种力量是有代价的。携带这些复杂幅度的量子比特必须受到保护，以免受环境影响，通常需要将电子设备保持在低温下。相比之下，概率计算机可以使用在室温下运行的更简单的技术来构建。但是这样的计算机缺乏负概率的魔力，使其仅对不需要路径取消的算法有效。
实际上，从理论上讲，使用概率位来模拟量子计算机是可能的，但是这可能不是实际的策略。尽管如此，概率计算机可以提供比确定性计算机显着提高的重要问题，这就是为什么我们一直对构建这种新型计算机非常感兴趣。
