特に光子を用いているものは光子コンピュータ、光量子コンピュータとも呼ばれる。2001年、非線形光学を使わずに、量子コンピュータを作成する方法が考案された。線形光量子コンピュータ (英: linear optical quantum computer、LOQC) と呼ばれ、その後の光量子コンピュータの主流となる。2007年、光子を使い、4qubit量子コンピュータによる素因数分解が実装された。さらに、2009年、光集積回路（シリコンフォトニクス）上で、4qubit量子コンピュータによる素因数分解が実装された。2017年9月、東京大学 工学系研究科の古澤明教授と武田俊太郎助教のグループは、究極の大規模光量子コンピュータ実現法を発明と告知。
国内では横浜国立大、京大が主な研究拠点であり、窒素空孔欠陥を用いた量子メディア変換・量子情報処理の実験が行われている。また慶応義塾大学では、シリコン中の核スピンを用いた量子情報処理実験が行われている。
近年、核磁気共鳴（NMR）や電子スピン共鳴を用いた量子コンピュータの研究開発が行われている。2001年、7量子ビット量子コンピュータによる素因数分解が実装された。核磁気共鳴 (NMR) により、1998年に2量子ビット、1999年に3量子ビット、2000年に5量子ビット、2001年に7量子ビット、2005年に8量子ビットqubit、2006年に12量子ビットが実現した。1量子ビット増えるごとに並列度は2倍になる。国内では大阪大学や沖縄科学技術大学院大学が主な研究拠点であり、核スピン・電子スピンを用いた量子情報処理の実験が行われている。
ハードウェアは量子ゲートを組み合わせた量子回路によって実現されるが、数学的に等価な量子ゲートが物理的には核磁気共鳴、量子光学、量子ドット、超伝導素子、レーザー冷却などによって構成出来るため、様々な実験的ハードウェアの実現法が研究されている。
振幅に対して離散フーリエ変換を行うが、振幅は直接は観測できないことに注意が必要。ショアのアルゴリズムで使われている。QCLでのソースコードは以下の通り。変数 q を離散フーリエ変換している。V は conditional phase、H はアダマール変換である。for i = 1 to #q {  for j = 1 to i - 1 {    V(pi / 2^(i - j), q[#q - i] & q[#q - j]);  }  H(q[#q - i]);}flip(q);
n 個のデータの中から、ある特定のデータを √n ステップで取得することができるアルゴリズム。正確には、1 から N のある一つの値で、オラクル関数 f(z) が 1 になり、それ以外は f(z) = 0 となる、オラクル関数 f において、f(z) = 1 となる z を求める問題。オラクル関数とは計算量が 0 の関数である。古典コンピュータではおよそ n/2 ステップが必要である。1996年にロブ・グローバーが発表した。きわめて広範な種類の確率的アルゴリズムや量子アルゴリズムと組み合わせて、計算時間をその平方根まで落とすことができる。ショアのアルゴリズムほどその効果は劇的ではないが、広い応用をもつことが特徴である。検索条件や検索対象について改良されている。このアルゴリズムはデータ数に見合うだけ十分なqubit数があることを前提としているが、古典コンピュータにおいてデータに見合うだけの十分な並列度がある場合、f(z) = 1 を探すのは O(1) であり、関数の最小値を探す問題は、O(log log n) である。
ハードウェア開発に大きな進展があり、2008年にイオントラップの専門家デービッド・ワインランドは、個々のイオンをレーザー冷却して捕捉することが出来ることを示し、個々の量子もつれ状態にあるイオンをマニピュレーションする、イオン・トラップ型量子コンピュータの研究が進展した。ショアのアルゴリズムは、2001年に核磁気共鳴により、2007年に量子光学により、2009年に光集積回路により15の素因数分解 (=3*5) が実装された。
量子コンピュータの歴史は、1980年に Paul Benioff が量子系においてエネルギーを消費せず計算が行えることを示したことに端を発し、1982年、ファインマンも量子計算が古典計算に対し指数関数的に有効ではないかと推測している。これらに続き、1985年、ドイッチュは、「量子計算模型」と言える量子チューリングマシンを定義し、1989年に量子回路を考案した。
タキシードの蝶ネクタイをつけたウサギの横顔を図案化したロゴ（「ラビットヘッド」）は、アートデザイナーのアート・ポールが雑誌2号目のためにデザインしたもの。以来、このロゴは毎号掲載されるようになった。雑誌の表紙やグラビア写真の中にこのロゴをこっそりと忍ばせるお遊びも伝統となっている。ヘフナーは、ウサギには“快活で、遊び心や茶目っ気がある”というイメージから、「ユーモラスであり、セクシーさの象徴」としてウサギをマスコットに選んだと語っている。なお、ウサギは哺乳類の中でもっとも繁殖力の強い生物である。このラビットヘッドは色々なジャンルのデザインで採用されている事があり、アメリカ海軍のVX-4飛行隊に属するF-14トムキャット、F-4の尾翼にラビットヘッドが描かれた例がある（これに関連して、新谷かおる原作の漫画『エリア88』の登場人物であるアメリカ海軍出身のミッキー・サイモンのパーソナルマークともなっており、作中F-14の水平尾翼にラビットヘッドが描かれていた）。このウサギは、上述した通りPLAYBOYが雑誌との連動企画として展開した「PLAYBOY CLUB」という高級バーを設立するにあたり、ウェートレスが着用したユニフォーム・バニー・ガールのモチーフになっている。