فناوری کوانتومی با بهره‌گیری بنیادین از اصول مکانیک کوانتومی—نظیر برهم‌نهی (superposition)، درهم‌تنیدگی (entanglement) و تداخل کوانتومی—پارادایم جدیدی را در پردازش، انتقال و اندازه‌گیری اطلاعات فراتر از محدودیت‌های کلاسیک پایه‌گذاری می‌کند. با به‌کارگیری کیوبیت‌ها (qubits) و مدیریت دقیق پدیده‌هایی همچون واسرمختی (decoherence) و تکامل حالت‌های کوانتومی، این حوزه امکان دستیابی به توانمندی‌های پیشرفتهای را در شاخه‌های کلیدی نظیر رایانش کوانتومی (جهت پردازش موازی و حل مسائل پیچیده شبیه‌سازی و بهینه‌سازی)، ارتباطات کوانتومی (ارائه امنیت مبتنی بر نظریه اطلاعات در پروتکل‌های توزیع کلید) و متولوژی و حسگرهای کوانتومی (دستیابی به دقتی فراتر از محدودیت‌های کلاسیک شات‌نویز) فراهم می‌آورد.