البصريات الكمية فرع من الفيزياء يطبق مبادئ ميكانيكا الكم على الضوء وتفاعله مع المادة. يدرس الفوتونات والحالات المترابطة والتشابك والضغط الكمي والقياس، وأسهم في تطوير تقنيات مثل الاتصالات الكمية والاستشعار الدقيق ومصادر الفوتون الواحد والحوسبة الكمية الضوئية. الدائرة الكمية نموذج لتنظيم عملية حسابية على الكيوبتات باستخدام سلسلة من البوابات والقياسات. تغيّر البوابات الكمية الحالة بطريقة مضبوطة وقابلة للعكس في معظم خطوات الحساب، ثم تُقاس بعض الكيوبتات لاستخراج نتائج تقليدية. ويشبه المخطط تسلسل التعليمات، لكنه يخضع لقواعد ميكانيكا الكم. الحوسبة الكمية لا تعني تجربة جميع الحلول الممكنة ثم قراءة أفضلها مباشرة، لأن القياس لا يكشف إلا قدرًا محدودًا من المعلومات عن الحالة الكمية. تتحقق الفائدة عندما تُصمم خوارزمية تستغل التراكب والتشابك والتداخل لاستخراج خاصية محددة بكفاءة، ولذلك لا يوجد تفوق كمي عام لجميع المسائل. الكيوبت هو الوحدة الأساسية للمعلومات في الحوسبة الكمية، ويُمثل بنظام فيزيائي يمكن التحكم في حالاته كموميًا. بخلاف البت التقليدي الذي يُقرأ صفرًا أو واحدًا، يمكن وصف الكيوبت قبل القياس بتراكب من الحالتين، وتحدد معاملات حالته احتمالات النتائج التي تظهر عند القياس. وحدة المعالجة الكمية هي الجزء الذي يحتوي الكيوبتات وينفذ البوابات والقياسات في الحاسوب الكمي. تختلف بنيتها بحسب التقنية، فقد تعتمد على دوائر فائقة التوصيل أو أيونات محصورة أو ذرات أو فوتونات. وتعمل عادة ضمن منظومة تضم إلكترونيات تحكم وحواسيب تقليدية لإعداد التجارب وقراءة النتائج.