Matemáticamente, un cúbit puede describirse como un vector de modulo de unidad en un espacio vectorial complejo bidimensional. Los dos estados básicos de un cúbit son 0 y 1 que corresponden al 0 y 1 del bit clásico (se pronuncian: ket cero y ket uno). Pero además, el cúbit puede encontrarse en un estado de superposición cuántica ,combinación de esos dos estados 
Un bit puede contener un valor (0 o 1), y un cúbit contiene ambos valores (0 y 1).
Mientras los equipos clásicos utilizan los conocidos chips de sílice, los cúbits (a veces denominados “cúbits de equipos cuánticos”) pueden estar hechos de iones atrapados, fotones, átomos artificiales o reales, o cuasipartículas. En función de la arquitectura y los sistemas de cúbits, algunas implementaciones necesitan que los cúbits se mantengan a temperaturas cercanas al cero absoluto.
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Los cúbits son frágiles
Uno de los principales obstáculos de la computación cuántica es la naturaleza frágil de los cúbits. El entrelazamiento del sistema de cúbits con su entorno, incluida la configuración de las mediciones, podría alterar fácilmente el sistema y producir decoherencia. Por tanto, se están desarrollando actualmente avances en la construcción de hardware de computación cuántica y los métodos de corrección de errores.
Los cúbits topológicos son más estables
Para solucionar el problema de la fragilidad, Microsoft utiliza cúbits topológicos, que se estabilizan manipulando su estructura y rodeándolos con compuestos químicos que los protegen frente a la contaminación externa. Los cúbits topológicos están protegidos del ruido gracias a las propiedades topológicas de las cuasipartículas, lo que hace que el hardware cuántico de Microsoft sea más resistente a los errores. Esta mayor estabilidad ayudará a los equipos cuánticos a escalar su capacidad para realizar cálculos más largos y complejos, y así poder alcanzar soluciones más complejas.
Superposición
La superposición permite que los algoritmos cuánticos utilicen otros fenómenos de la mecánica cuántica, como la interferencia y el entrelazamiento. Juntos, la superposición, la interferencia y el entrelazamiento crean una capacidad de cálculo que puede solucionar problemas con una velocidad exponencialmente más rápida que la de los equipos clásicos.
Interferencia
Una consecuencia de la superposición es la interferencia. Los estados de los cúbits pueden interferir entre sí, porque cada estado se describe mediante una amplitud de probabilidad, igual que las amplitudes de las ondas.
La interferencia constructiva mejora la amplitud, mientras que la interferencia destructiva la anula. Estos efectos se usan en los algoritmos de cálculo cuántico y es lo que los diferencia fundamentalmente de los algoritmos clásicos. La interferencia se utiliza junto con el entrelazamiento para permitir la aceleración cuántica que promete la computación cuántica.
Entrelazamiento
Varios cúbits pueden presentar entrelazamiento cuántico. Los cúbits entrelazados siempre se correlacionan entre sí para formar un único sistema. Incluso cuando están infinitamente alejados uno de otro, la medición del estado de uno de los cúbits nos permite conocer el estado del otro, sin necesidad de medirlo directamente.
El entrelazamiento es necesario para cualquier cálculo cuántico y no se puede realizar de forma eficaz en un equipo clásico. Las aplicaciones incluyen la factorización de números grandes (algoritmo de Shor) y la solución de problemas de búsqueda (algoritmo de Grover).
