量子計算是一種計算類型，其操作可以利用量子力學的現象，如疊加、干涉和糾纏。進行量子計算的設備被稱為量子計算機。雖然目前的量子計算機太小，在實際應用中無法超越普通（經典）計算機，但更大的實現被認為能夠解決某些計算問題，如整數分解（這是RSA加密的基礎），xxx快于經典計算機。量子計算的研究是量子信息科學的一個子領域。有幾種量子計算的模型，最廣泛使用的是量子電路。其他模型包括量子圖靈機，量子退火，和絕熱量子計算。大多數模型都是基于量子比特，或稱量子位，它有點類似于經典計算中的比特。一個量子比特可以處于1或0的量子狀態，或處于1和0的疊加狀態。然而，當它被測量時，它總是0或1；這兩種結果的概率取決于量子比特在測量前的量子狀態。一個不使用量子比特的模型是連續變量量子計算。建立物理量子計算機的努力集中在諸如透子、離子阱和拓撲量子計算機等技術上，這些技術旨在創造高質量的量子比特。根據全量子計算機的計算模型，這些量子比特的設計方式可能不同，至于是采用量子邏輯門、量子退火還是絕熱量子計算，則取決于量子邏輯門。目前，構建有用的量子計算機有許多重大障礙。保持量子比特的量子狀態特別困難，因為它們受到量子退相干的影響。因此，量子計算機需要糾錯。任何可以由經典計算機解決的計算問題也可以由量子計算機解決。反過來說，任何可以由量子計算機解決的問題也可以由經典計算機解決，至少在原則上有足夠的時間。換句話說，量子計算機服從丘吉爾-圖靈論的規定。這意味著，雖然量子計算機在可計算性方面沒有提供比經典計算機更多的優勢，但某些問題的量子算法的時間復雜度明顯低于相應的已知經典算法。值得注意的是，量子計算機被認為能夠快速解決某些經典計算機在任何可行的時間內都無法解決的問題，這被稱為量子至上的壯舉。對量子計算機方面問題的計算復雜性的研究，被稱為量子復雜性理論。

量子計算的主流模型以量子邏輯門的網絡來描述計算。這個模型是布爾電路的一個復雜的線性代數的泛化。一個由以下部分組成的存儲器項（每個狀態一個）。這個向量被看作是一個概率向量，代表了要在一個特定狀態下找到內存的事實。