Calculatoarele cuantice folosesc qubiți care pot fi 0 și 1 în același timp pentru a procesa datele mult mai rapid.

Calculul cuantic se bazează pe principiile fundamentale ale mecanicii cuantice, în special pe superpoziție și interdependență (entanglement). Într-un sistem clasic, n biți pot reprezenta o singură stare din 2 la puterea n posibilități. În schimb, un sistem cuantic de n qubiți poate exista într-o combinație a tuturor celor 2 la puterea n stări simultan, oferind o putere de calcul care crește exponențial cu fiecare qubit adăugat.Un reper major în domeniu a fost stabilit în octombrie 2019, când cercetătorii de la Google, conduși de John Martinis, au publicat în revista Nature rezultatele experimentului lor cu procesorul Sycamore. Acest cip de 53 de qubiți a reușit să genereze numere aleatorii conform unei distribuții specifice, o sarcină extrem de dificilă pentru arhitecturile tradiționale. Deși IBM a contestat ulterior cifra de 10.000 de ani, estimând că supercomputerul lor Summit ar fi putut rezolva problema în 2,5 zile, avansul tehnologic rămâne unul istoric.Din punct de vedere fizic, qubiții pot fi realizați prin diverse metode, cum ar fi circuitele supraconductoare răcite la temperaturi apropiate de zero absolut sau prin capturarea ionilor în câmpuri electromagnetice. Companii precum IBM, Rigetti și IonQ concurează acum pentru a depăși pragul de 1.000 de qubiți, ceea ce ar permite corectarea erorilor cuantice și utilizarea tehnologiei în domenii practice. Aplicațiile viitoare includ simularea structurilor moleculare pentru medicamente noi, optimizarea logisticii globale și spargerea sistemelor actuale de criptografie prin algoritmul lui Shor.