Mecanismul prin care funcționează o mașină cuantică se bazează pe principiile fizicii cuantice, care permit starea de superpoziție și entanglement-ul cuantic. Aceste proprietăți permit calculatoarelor cuantice să efectueze calcule mai rapid decât calculatoarele tradiționale, dar modul exact de funcționare depinde de arhitectura specifică a mașinii cuantice.