Kvantinis programavimas yra būdas imituoti kvantines problemas ir algoritmus kompiuterio erdvėje naudojant vieną iš kelių programavimo kalbų, sukurtų šiai užduočiai atlikti. Nors kvantinis programavimas remiasi kompiuterių programavimu, jis yra sukurtas mokslininko, o ne programuotojo požiūriu. Yra įprastų programavimo kalbų, kurias galima naudoti šiam tikslui, tačiau jos lengvai nepriima kvantinės fizikos komandų, todėl šiuo tikslu gali būti neparankios. Norint imituoti algoritmus, gali prireikti daug energijos, todėl kompiuteris, naudojantis šią kalbą, turi būti pakankamai stiprus, kad imituotų be gedimų.
Tyrėjai ir mokslininkai dažniausiai naudoja kvantinius algoritmus problemoms spręsti ir realaus pasaulio programoms, tačiau problemų sprendimas popieriuje arba naudojant skaičiuotuvą dažnai nėra toks įtraukiantis, kaip gali būti imituojant. Naudodamas kvantinį programavimą, vartotojas gali įvesti algoritmą ir kompiuteris tiksliai parodys, kas nutinka, kai reikšmės naudojamos realiame pasaulyje. Tai gali padėti atliekant eksperimentus ir kuriant produktus, pagrįstus fizika.
Iš išorės kvantinis programavimas gali atrodyti kaip bet kuri kita kompiuterių programavimo kalba, tačiau yra keletas skirtumų, kurie jį pagerina kvantinės fizikos reikmėms. Pavyzdžiui, yra komandų, kurios dažnai nematomos kitomis kalbomis, kurios padeda vartotojams įvesti kvantinius algoritmus. Skirtingai nuo kitų kalbų, kurios gali sukurti programas arba priversti kompiuterį atlikti daug skirtingų veiksmų, kalba gali sudaryti tik modeliavimą. Kai kurios įprastos programavimo žymos yra pakeistos, kad geriau atitiktų kvantinėje fizikoje naudojamas žymas ir frazes.
Prieš kvantinį programavimą atsirado programavimo kalbos, kurios galėjo iš dalies atlikti šį vaidmenį, tačiau buvo daug problemų, dėl kurių jos nebuvo populiarios. Viena vertus, kalbos nebuvo optimizuotos kvantiniams algoritmams. Kitas pagrindinis skirtumas yra tas, kad matavimai ir reikšmės turėjo būti kompiuteriniai matavimai, pvz., bitai ir pikseliai, kurie pasirodė esąs sudėtingi.
Kai kuriems mažiems ir pagrindiniams kvantiniams algoritmams modeliuoti reikia labai mažai energijos, tačiau daugumai modeliavimų, atliekamų naudojant kvantinį programavimą, reikia daugiau energijos ir pagaminti daugiau šilumos, nei gali atlaikyti dauguma įprastų kompiuterių. Tai reiškia, kad serveriai paprastai reikalingi, kad padėtų apdoroti algoritmą nesukeliant kompiuterio gedimo. Kompiuteriui taip pat gali prireikti patobulinto aušinimo, kad jis neperkaistų, nors to dažniausiai reikia žmonėms, kurie nuolat imituoja labai pažangius algoritmus.