얽힘(entanglement)이나 중첩(superposition) 같은 양자역학적인 현상을 활용해 연산하는 계산 기계다.
이러한 방법을 '양자 컴퓨팅'(quantum computing)이라고도 한다.

기존 컴퓨터는 0과 1만을 구분할 수 있어 2진법인 비트(bit)를 활용해 모든 계산을 처리한다. 반면 양자컴퓨터는 0과 1 외에도 중첩, 얽힘 등의 다양한 양자역학적 상태를 포함한 '큐비트'를 연산에 활용할 수 있다. 이에 따라 연산 속도가 비약적으로 상승하게 된다.

이론적으로 현존 최고의 슈퍼컴퓨터가 수백 년이 걸려도 풀기 힘든 문제도 단 몇 초 이내의 어마어마한 속도로 빠르게 풀 수 있을 것으로 전망되고 있다. 지난 2019년 구글은 비트 기반 컴퓨터로 1만 년이 걸리는 작업을 양자 컴퓨터로 200초 안에 마쳤다고 발표한 바 있다.

양자 컴퓨터가 도입되면 연산시간이 비약적으로 단축되기 때문에 AI산업의 기술적 병목도 해소되고, 더 폭발적인 산업의 전개가 이뤄질 것으로 예측된다.