經典的計算模型依賴于符合經典力學定律的物理實現。然而，眾所周知，經典描述只對有大量原子的特定系統準確，而對自然界更普遍的描述是由量子力學給出的。量子計算研究的是量子現象的應用，這些現象超出了經典近似的范圍，用于信息處理和通信。存在各種量子計算的模型，然而當下流行的模型包含了量子比特和量子門的概念。量子比特是比特的概括--一個有兩種可能狀態的系統，它可以處于兩種狀態的量子疊加中。