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您所描述的当前计算机称为von Neumann体系结构。这种方法是思考经典计算的许多方法之一，还有其他经典方法可能或可能没有对量子计算的相关概括。冯·诺依曼架构似乎不太可能与量子计算有关，因为它在理论和实施方面都存在困难。
但是，正如我在cstheory上提到的，有一篇关于实现量子冯·诺依曼体系结构的文章。他们通过超导量子位来完成此操作，当然实现非常小，只有7个量子部分：两个超导量子位，一个量子总线，两个量子存储器和两个清零寄存器。这使他们的量子CPU可以对一个量子位执行一，二和三量子位门，并且存储器允许对（数据）个量子位进行写入，读出和置零。实现门的量子叠加是非常困难的，因此该程序以经典方式存储。
可能要实现的量子计算模型包括：基于测量的模型，拓扑模型和绝热模型。这些模型的典型实现看起来更像是物理实验（而不是计算机）。一些常见的实现策略包括捕获离子，量子光学和超导电路。
电路方法已经放在芯片上，实际上D-Wave（从温哥华的UBC衍生出来的）声称已经使用绝热模型构建了类量子计算机，以实现量子模拟退火。他们设法将这台计算机卖给了洛克希德·马丁公司，但他们的做法遭到了强烈的怀疑。
最后，@ RanG提到的NMR方法。有趣，但是怀疑不等同于完整的量子计算。它等效于一个纯净的量子位模型（也称为DQC1），并且被怀疑比完全量子计算要弱得多。
并不是的。量子计算机将需要能够处理量子位（qubit）而不是“经典”位。
当前的设备（RAM，磁盘）使用当今的技术来维护经典位：例如，具有高压的存储单元（例如，电容器）“保持”位值“ 1”；如果电压低，则该位为“ 0”。
量子位是通过非常小的“粒子”“实现”的：光子，原子，小分子及其“状态”（能级等）就是“值”。例如，那些不能通过电容器保存。
但是，量子计算机肯定会具有“经典”部分（例如连接两台计算机，其中一台是经典计算机，而一台是量子计算机；如果要进行计算，则经典计算机将处于活动状态；当需要量子效应时，量子部分将处于活动状态）。因此，量子计算机将使用标准的RAM，DISK以及其他量子设备。
对于量子设备本身：这在很大程度上取决于实现。光学设备将用于操纵光子。NMR计算机将需要有一块巨大的磁铁，等等。（我对实现方法并不十分熟悉，但是维基百科似乎提供了一些示例，您可以从中开始）。