Kuantum bilgisayarların çalışma mantığı oldukça karmaşık ve teknik bir konu olduğundan, bu konuya doğru bir şekilde yaklaşmak için bazı temel kavramların anlaşılması gerekiyor. Klasik bilgisayarlar, sıfır ve bir gibi ikili bir sistem kullanarak bilgiyi işler. Bu ikili sistemlere bit denir ve çoğu bilgisayar 32 veya 64 bitlik bir mimariye sahiptir. Ancak, kuantum bilgisayarları kullanılan işlem birimi, kubit adı verilen bir özellikle çalışır. Kubitler, sıfır veya bir değerleri almadan önce, aynı anda her iki değere de sahip olabilirler. Bu durum, kuantum mekaniğinin üstünlük ilkesine dayanır ve kuantum bilgisayarlarının klasik bilgisayarlardan çok daha fazla işlem yapabilmelerini sağlar. Kuantum bilgisayarlarının çalışma mantığına daha yakından bakmak gerekirse, kuantum bilgisayarlarındaki qubitlerin, kuantum mekaniğindeki süper pozisyon ve örgüleme etkisi yoluyla birden fazla değer taşıyabileceğini söyleyebiliriz. Bu etkiler, kuantum bilgisayarları tarafından yapılacak işlemlere yardımcı olur. Kuantum bilgisayarları, bir dizi kuantum kapısı adı verilen özel bir çeşit mantık kapısını kullanarak çalışır. Bu kapılar, kuantum mekaniğindeki bazı temel özelliklerden yararlanarak işlemleri hızlandırır. Bu kapılar arasında, Hadamard kapısı, CNOT kapısı, toffoli kapısı ve Deutsch kapısı gibi çeşitli türler yer almaktadır. Kuantum bilgisayarlarının çalışma mantığı oldukça karmaşık olsa da, bu bilgisayarların gelecekte hızlı ve etkili veri işleme işlemleri için önemli bir rol oynayabileceği düşünülmektedir.