Komputasi kuantum mempelajari sistem komputasi teoretis (komputer kuantum) yang menggunakan langsung fenomena mekanika kuantum, seperti superposisi dan keterjeratan, untuk melakukan operasi pada data. Komputer kuantum berbeda dari komputer digital berdasarkan transistor. Di sini ada algoritma kuantum, seperti Algoritma Simon, yang berjalan lebih cepat daripada kemungkinan algoritma klasik probabilistik. Mengingat sumber daya komputasi yang cukup, bagaimanapun, komputer klasik dapat dibuat untuk mensimulasikan algoritma kuantum apa pun, karena perhitungan kuantum tidak melanggar tesis Turing Church.