Un ordinateur quantique est un modèle de la façon de construire un ordinateur. L'idée est que les ordinateurs quantiques peuvent utiliser certains phénomènes de la mécanique quantique, tels que la superposition et l'enchevêtrement, pour effectuer des opérations sur les données. Le principe de base de l'informatique quantique est que les propriétés quantiques peuvent être utilisées pour représenter des données et effectuer des opérations sur celles-ci. Un modèle théorique est la machine de Turing quantique, également connue sous le nom d'ordinateur quantique universel.
L'idée de l'informatique quantique est encore très récente. Des expériences ont été faites. Dans celles-ci, un très petit nombre d'opérations ont été effectuées sur des qubits (bits quantiques). La recherche pratique et théorique se poursuit avec intérêt, et de nombreux organismes nationaux de financement gouvernementaux et militaires soutiennent la recherche en informatique quantique pour développer des ordinateurs quantiques à des fins civiles et militaires, comme la cryptanalyse.
Les ordinateurs actuels, dits "classiques", stockent les informations en binaire ; chaque bit est soit activé soit désactivé. Le calcul quantique utilise des qubits qui, en plus d'être éventuellement activés ou désactivés, peuvent être activés et désactivés, ce qui est une façon de décrire la superposition, jusqu'à ce qu'une mesure soit effectuée. L'état d'une donnée sur un ordinateur normal est connu avec certitude, mais le calcul quantique utilise des probabilités. Seuls des ordinateurs quantiques très simples ont été construits, bien que des modèles plus grands aient été inventés. Le calcul quantique utilise un type de physique particulier, la physique quantique.
Si des ordinateurs quantiques à grande échelle peuvent être construits, ils seront capables de résoudre certains problèmes beaucoup plus rapidement que n'importe quel ordinateur existant aujourd'hui (comme l'algorithme de Shor). Les ordinateurs quantiques sont différents des autres ordinateurs tels que les ordinateurs à ADN et les ordinateurs traditionnels basés sur des transistors. Certaines architectures informatiques, comme les ordinateurs optiques, peuvent utiliser la superposition classique d'ondes électromagnétiques. Sans les ressources de la mécanique quantique telles que l'intrication, les gens pensent qu'un avantage exponentiel sur les ordinateurs classiques n'est pas possible. Les ordinateurs quantiques ne peuvent pas exécuter des fonctions qui ne sont pas théoriquement calculables par les ordinateurs classiques, en d'autres termes, ils ne modifient pas la thèse de Church-Turing. Ils seraient cependant capables de faire beaucoup plus rapidement et efficacement.
