Ein Quantenprozessor bzw. Quantencomputer ist ein Prozessor, der die Gesetze der Quantenmechanik nutzt. Im Unterschied zum klassischen Computer arbeitet er nicht auf der Basis makroskopischer Zustände elektronischer Schaltkreise, sondern quantenmechanischer Zustände geeigneter Systeme. Damit ist es möglich, im Laufe der Rechnung Superpositionszustände und Quantenverschränkung zu erzeugen, die beide für die Informationsverarbeitung in Quantencomputern entscheidend sind.

Quantenalgorithmen könnten die Berechnungszeit für viele mathematische und physikalische Problemstellungen deutlich verringern. Beispielsweise zeigen theoretische Studien, dass Quantenalgorithmen bestimmte Probleme der Informatik, z. B. die Suche in extrem großen Datenbanken (siehe Grover-Algorithmus) und die Faktorisierung großer Zahlen (siehe Shor-Algorithmus) effizienter lösen können als klassische Algorithmen.

Geprägt wurde der Begriff auf der ersten Conference on the Physics of Computation am MIT im Mai 1981 durch die Vorträge der Physiker Paul Benioff und Richard Feynman über quantum computing. Benioff präsentierte seine Arbeit, die zeigte, dass Computer unter den Gesetzen der Quantenmechanik arbeiten können.^[1] Feynmans Vortrag stellte erstmals ein Grundmodell für einen Quantencomputer vor.^[2]

Der Quantencomputer blieb lange ein überwiegend theoretisches Konzept. Es gab verschiedene Vorschläge, wie ein Quantencomputer realisiert werden könnte, in kleinem Maßstab wurden einige dieser Konzepte im Labor erprobt und Quantencomputer mit wenigen Qubits realisiert. Der Rekord lag im November 2021 bei 127 Qubits für den Prozessor^[3] und ein Jahr später bei 433 Qubits.^[4][5] Neben der Anzahl der Qubits ist aber auch zum Beispiel eine geringe Fehlerquote beim Rechnen und Auslesen wichtig und wie lange die Zustände in den Qubits fehlerfrei aufrechterhalten werden können.

Seit 2018 investieren viele Regierungen und Forschungsorganisationen sowie große Computer- und Technologiefirmen weltweit in die Entwicklung von Quantencomputern, die von vielen als eine der entstehenden Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts angesehen werden.

量子计算机（quantum computer）是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。 

量子计算机的特点主要有运行速度较快、处置信息能力较强、应用范围较广等。与一般计算机比较起来，信息处理量愈多，对于量子计算机实施运算也就愈加有利，也就更能确保运算具备精准性。  量子计算机的计算基础是量子比特。

 

量子网络（英语：quantum network），是指在多个通信节点间，利用量子密钥分发进行安全通信的网络。各节点间产生的量子密钥可以对传统的语音、图像以及数字多媒体等通信数据进行加密和解密。由于量子通信线路无法通过挂接旁路窃听或拦截窃听，只要被窃听就会让量子态发生变化从而改变通信内容被侦知，从而实现安全的通信。

Unter einem Quantennetzwerk (manchmal auch Quanteninternet^[1]) versteht man die Verbindung von Quanteninformationsträgern (Quantenknoten) mittels Quantenkanälen. 

Da sich Quanteninformation (z. B. Qubits) aufgrund des No-Cloning-Theorems nicht kopieren lässt, ist eine Informationsübertragung wie in einem klassischen Netzwerk nicht möglich. Vielmehr muss ein Transfer des Quantenzustandes von einem zum anderen Knoten erfolgen. Eine Möglichkeit dies zu erreichen ist die Verwendung von Quantenteleportation. Ist die Übertragungsstrecke so groß, dass Pfadverluste eine Rolle spielen, bietet sich das Schema des Quantenrepeaters an.

Sollen beliebige Verbindungen zwischen verschiedenen Orten auf Basis der Quantenkryptographie aufgebaut werden (Long-Distance Quantum Communication ^[2]), wird ein Netzwerk an Repeaterstationen benötigt, das mit der Infrastruktur des heutigen Internet verglichen werden kann. Ein solches Quantennetzwerk ist noch weit entfernt vom alltäglichen Einsatz; die dafür benötigten Bausteine wurden aber bereits international als Prototypen in Labors implementiert.

Der so genannte Quantenchip ist die Integration von Quantenleitungen auf einem Substrat, das seinerseits die Funktion der Quanteninformationsverarbeitung übernimmt. In Anlehnung an die Entwicklung herkömmlicher Computer muss die Forschung zu Quantencomputern den Weg der Integration einschlagen, um nach der Überwindung von Engpass-Technologien die Kommerzialisierung und industrielle Aufwertung zu erreichen. Supraleitende Systeme, Halbleiter-Quantenpunktsysteme, mikro-nano-photonische Systeme und sogar atomare und ionische Systeme wollen alle den Weg der Chipisierung gehen. Aus der Sicht der Entwicklung ist das supraleitende Quantenchip-System anderen physikalischen Systemen technisch voraus; das traditionelle Halbleiter-Quantenpunkt-System ist auch ein Ziel, das man zu erforschen versucht, denn schließlich ist die Entwicklung der traditionellen Halbleiterindustrie sehr ausgereift, wie der Halbleiter-Quantenchip in der Dekohärenzzeit und der Manipulationsgenauigkeit, sobald der Durchbruch der fehlertoleranten Quantenberechnungsschwelle erreicht ist, voraussichtlich die bestehenden Errungenschaften der traditionellen Halbleiterindustrie integrieren und die Entwicklungskosten.