قدرت پردازش کامپیوترهای کوانتومی برای بعضی از مسائل بسیار بیشتر از ابر کامپیوترهای کلاسیک است. برای مثال، کامپیوترهای کوانتومی میتوانند مسئلهی رمزگشایی را در حدود چند دقیقه حل کنند. حل کردن این مسئله برای ابر کامپیوترهای کلاسیک چند میلیارد سال طول میکشد.
با ظهور کامپیوترهای کوانتومی، امنیت تمامی رمزنگاری های مرسوم امروزی از بین میرود. بنابراین باید برای مقابله با این تهدید، از روش های رمزنگاری قوی تری استفاده کرد. یکی از راههای پیشنهادی، استفاده از رمزنگاری کوانتومی است. شکستن این گونه رمزنگاری ها غیر ممکن است.
حسگرهای کوانتومی برای اندازهگیری کمیتهای فیزیکی با دقت بسیار بالا یا در مقیاسهای بسیار کوچک و در طیف وسیعی از فناوری های مهم و حیاتی کاربرد دارند. نسل گذشتهی حسگرهای کوانتومی مانند ساعتهای اتمی یا مغناطیسسنج های کوانتومی سالهاست که مورد استفاده قرار گرفتهاند. از کاربردهای جدید حسگرهای کوانتومی میتوان به کمک به مطالعه و کشف خواص مواد جدید مانند کشف اجزای صنایع شیمیایی، کمک به مطالعهی مکانیسمهای دارورسانی و کشف داروهای جدید، کمک به کشف برخی بیماریها در مراحل ابتدایی و ... اشاره کرد.