En dator där de logiska grindarna är baserade på kvantmekaniskt fenomen såsom elektron spinn snarare än mekaniska eller konventionella elektroniska komponenter. Grund av superposition av kvanttillstånd (en följd av Heisenbergs osäkerhetsprincip), kan en korrekt utformade quantum datorn i princip utföra samtidigt vissa typer av beräkningar som kräver ett stort antal sekventiella operationer i en klassisk dator. Factoring stora tal bör alltså flera storleksordningar snabbare på en quantum datorn än i dagens superdatorer. Eftersom de flesta moderna krypteringsmetoder styrka beror på svårigheten att göra sådana beräkningar, en praktisk quantum datorn skulle bryta de flesta kryptografiska system används. Även om små proof-of-concept quantum datorer har byggts, inga sådana maskin som kan lösa praktiska problem ännu har bevisats.