– komputer umożliwiający wykonywanie zadań, których nie da się zrealizować za pomocą metod klasycznych. Współczesne komputery, nawet jeśli są konstruowane z elementów elektronicznych wykorzystujących zjawiska kwantowe (np. tunelowanie, nadprzewodnictwo), są klasycznymi maszynami obliczeniowymi, umożliwiającymi wykonanie jedynie zadań klasycznych. Komputer kwantowy może być wykorzystywany do realizacji celów nieosiągalnych bez uwzględnienia efektów kwantowych, takich jak np. kwantowa interferencja, komplementarność (określona zasadą nieoznaczoności W. Heisenberga) i nielokalność (tj. występowanie korelacji statystycznych między układami kwantowymi, które przestały oddziaływać). Komputer kwantowy, podobnie jak komputer klasyczny, jest układem bramek logicznych połączonych przewodami. Jednak istotnie różni się od komputerów klasycznych sposobem przechowywania, przetwarzania i przekazywania informacji do urządzeń wejścia-wyjścia. Dopiero w 1995 udowodniono, że komputery te mogą wykonywać klasyczne programy (np. faktoryzację) wyraśniej, szybciej niż komputery klasyczne o podobnych warunkach sprzętowych. Wiadomo także, że komputery kwantowe mogą być znacznie szybsze w następujących rodzajach zadań obliczeniowych:
l) symulacjach działania (zachowania) układów fizycznych;
2) rozwiązywaniu niektórych problemów (znalezienie wyniku spełniającego warunki podane na wejściu);
3) udowadnianiu (sprawdzaniu prawdziwości) twierdzeń wprowadzonych na wejściu. Mogą także zapewnić bezpieczne typy szyfrowania (kryptografia kwantowa) i całkowicie losowe metody tasowania (np. generowanie liczb zupełnie przypadkowych) oraz, zdaniem wielu naukowców, jedynie one mogą imitować świadomość (sztuczna inteligencja). W 1982 R. Feynman wykazał, że prosty typ komputera kwantowego („uniwersalnych symulatorów kwantowych”) może naśladować działanie (zachowanie) dowolnego obiektu fizycznego. W 1985 D. Deutsch udowodnił, że istnieje „uniwersalny komputer kwantowy” – urządzenie, które ma możliwości obliczeniowe dowolnej maszyny podlegającej prawom mechaniki kwantowej. W wielu ośrodkach naukowych w USA, Europie i Japonii trwają intensywne badania teoretyczne i przeprowadzane wstępne są próby skonstruowania podukładów komputera kwantowego.