Un computer în care porţile logice sunt bazate pe fenomene cuantice, cum ar fi spinul electronului, mai repede decât componentele mecanice sau electronice convenţionale. Din cauza suprapunerii stărilor cuantice (o consecinţă a principiului incertitudinii al lui Heisenberg), un computer cuantic corect proiectat, în principiu, poate efectua simultan anumite tipuri de calcule care necesită un număr foarte mare de operaţiuni secvenţiale într-un computer clasic. În consecinţă, înmulțirea numerelor mari ar trebui să fie de câteva ordine de magnitudine mai rapidă pe un computer cuantic decât pe supercomputere zilelor noastre. Deoarece puterea metodelor criptografice moderne depinde de dificultatea de a face astfel de calcule, un computer cuantic practic ar sparge majoritatea sistemelor criptografice folosite azi. Desi computerele cuantice au fost construite, s-a putut demonstra că o astfel de mașină poate rezolva probleme practice.