Ο υπολογιστής στον οποίο οι λογικές πύλες βασίζονται σε κβαντικά φαινόμενα όπως η περιστροφή ηλεκτρονίων παρά σε μηχανικά ή συμβατικά ηλεκτρονικά περιεχόμενα. Λόγω της εφαρμογής των κβαντικών καταστάσεων (η συνέπεια της Αρχής της Απροσδιοριστίας του Heisenberg), ένας κανονικά σχεδιασμένος κβαντικός υπολογιστής μπορεί κατ'αρχήν να πραγματοποιήσει παράλληλα συγκεκριμένους τύπους υπολογισμών, που απαιτούν ένα τεράστιο αριθμό σειριακών λειτουργιών σε ένα κλασσικό υπολογιστή. Συνεπώς, η παραγοντική ανάλυση μεγάλων αριθμών θα πρέπει να είναι αρκετές φορές γρηγορότερη σε ένα κβαντικό υπολογιστή σε σχέση με τους σημερινούς υπολογιστές. Γιατί η ισχύς των περισσότερων σύγχρονων κρυπτογραφικών μεθόδων εξαρτάται από τη δυσκολία ππραγματοποίησης τέτοιων υπολογισμών, ένας κβαντικός υπολογιστής θα έσπαγε τα περισσότερα κρυπτογραφικά συστήματα σε κοινή χρήση.Παρά το γεγονός ότι υπάρχουν λίγες αποδείξεις της σημασίας της κατασκευής των κβαντικών υπολογιστών, καμιά τέτοια μηχανή δεν θα μπορούσε να λύσει πρακτικά προβλήματα τα οποία δεν έχουν ακόμα αποδειχθεί.