線性光量子計算或線性光學量子計算（LOQC）是一種量子計算的范式，允許（在某些條件下，如下所述）通用量子計算。LOQC使用光子作為信息載體，主要使用線性光學元件，或光學儀器（包括互換鏡和波板）來處理量子信息，并使用光子探測器和量子存儲器來檢測和存儲量子信息。

盡管有許多其他的量子信息處理（QIP）和量子計算的實現方式，但光量子系統是突出的候選者，因為它們將量子計算和量子通信聯系在同一框架內。在用于量子信息處理的光學系統中，特定模式下的光單位或光子被用來代表一個量子比特。量子態的疊加可以很容易地用光子來表示、加密、傳輸和檢測。此外，光學系統的線性光學元件可能是實現量子操作和量子門的最簡單的構建模塊。每個線性光學元件相當于在有限數量的量子比特上應用一個單元變換。有限線性光學元件的系統構建了一個線性光學的網絡，它可以實現任何量子電路圖或基于量子電路模型的量子網絡。在線性光學方案下，具有連續變量的量子計算也是可能的。1位和2位門實現任意量子計算的普遍性已經被證明。最多可以達到)只需使用鏡子、分束器和移相器即可實現（這也是玻色子采樣和LOQC計算復雜性分析的出發點）。它指出，每個線性光學元件。基于普遍性和復雜性的原因，LOQC通常只使用鏡子、分束器、移相器和它們的組合，如帶移相的馬赫-曾德干涉儀來實現任意量子算子。如果使用非確定性方案，這一事實也意味著LOQC在實現某個量子門或電路所需的光學元件數量和時間步驟方面可能是資源效率低下的，這是LOQC的一個主要缺點。通過線性光學元件（這里指的是分光鏡、反射鏡和移相器）進行操作，可以保留輸入光的光子統計。例如，相干（經典）光輸入產生相干光輸出；量子態輸入的疊加產生量子光態輸出。

由于這個原因，人們通常使用單光子源的情況來分析線性光學元件和運算器的效果。多光子的情況可以通過一些統計變換來暗示。使用光子作為信息載體的一個內在問題是，光子之間幾乎沒有相互作用。這有可能導致LOQC的可擴展性問題，因為非線性操作很難實現，這會增加運算器的復雜性，從而會增加實現特定計算功能所需的資源。解決這個問題的一個方法是將非線性器件引入量子網絡。例如，克爾效應可以被應用到LOQC中，以使單光子控制-NOT和其他操作。

人們認為，在線性光學網絡中加入非線性就足以實現高效的量子計算。然而，要實現非線性光學效應是一個困難的任務。2000年，Knill、Laflamme和Milburn證明了僅用線性光學工具就可以創建通用的量子計算機。他們的工作被稱為KLM方案或KLM協議，它使用線性光學元件、單光子源和光子探測器作為資源，構建了一個只涉及理事會資源、量子遠程傳輸和錯誤校正的量子計算方案。它采用了另一種用線性光學系統進行高效量子計算的方式，僅用線性光學元件來促進非線性操作。從根本上說，KLM方案通過用光電探測器進行投影測量，誘發了光子之間的有效互動，這屬于非確定性量子計算的范疇。它的基礎是兩個量子比特之間的非線性符號轉移，它使用了兩個Ancilla光子和后選。它還基于這樣的證明：通過使用非決定性準備的糾纏態和單量子位操作的量子傳送，可以使量子門的成功概率接近1。