En kvantedatamaskin bruker kvantemekaniske fenomener, slik som superposisjon og kvantesammenfiltring, til å utføre beregninger. En kvantedatamaskin er fundamentalt forskjellig fra en klassisk datamaskin. Den minste enheten i en kvantedatamaskin kalles en qubit.

For å fungere må kvantedatamaskinen være ekstremt kald, med temperatur ned mot det absolutte nullpunkt. Disse maskinene vil dermed ikke erstatte klassiske datamaskiner, men vil brukes i tillegg for noen få algoritmer som er tunge å løse klassisk, f.eks. faktorisering av tall og simulering av kvantemekaniske systemer.