量子電腦的厲害之處，在於可以在很短的時間內，解決本來需要耗費數十年，甚至好幾個世代才能解決的問題，雖然目前仍面臨許多障礙與困難，但在可預期的未來中，這項新科技將可以用哪些型式顛覆未來世界呢？
人工智慧
量子電腦擁有極快的運算能力，將能大大顛覆人工智慧（AI）發展以及應用場景，利用可以快速處理大量資訊的特性，能夠解決傳統電腦所不能解決的問題。
未來量子晶片將能讓人工智慧邁向行動化，不論是無人機、手機、無人車，都能藉由量子運算系統，即時因應狀況處理資料，若量子電腦能克服只能在低溫環境運作的特性，將能提升資料傳輸效率，甚至透過量子系統加速機器學習速度。
生技醫療
新藥研發是一條漫長且所費不貲的過程，必須通過臨床實驗、主管單位核准等繁複過程，往往需耗費十年之久才能正式上市。
一款藥品是各種化學成分之間的組合交錯，化學家必須嘗試、評估各種組合，才能知道哪種配方可以對疾病有功效，這需要大量的時間、精力不斷嘗試，量子電腦高速的運算特性，可以大幅縮短藥品研發流程，可以協助人類快速檢查藥品配方、計算出最適合的成分。
不僅能提升效率，更能減少人為失誤，能在最短的時間針對疾病，設計出最有療效的藥品，將可大幅縮減藥品的研發成本與加快上市時間。
加密貨幣市場受威脅
區塊鏈最為人所知的應用之一「加密貨幣」在近年掀起熱潮，許多人會透過「挖礦」的方式來獲得虛擬貨幣，那麼擁有高速運算能力的量子電腦，如果加入挖礦的行列，有沒有可能憑著運算優勢為所欲為讓比特幣市場瓦解呢？
對此，新加坡國立大學資工系教授 Divesh Aggarwal 博士曾進行研究，將未來十年量子電腦運算能力的預測，與目前傳統電腦硬體的運算能力做比較，結果顯示現有的硬體在十年內仍能在速度上占有優勢，量子電腦瓦解挖礦的狀況應該還不至於太快發生。
但加密貨幣本身的安全性恐怕也將成問題，目前比特幣透過私鑰以及公開的公鑰進行加密，交易時可以在不公開私鑰的情況下，透過數位簽章驗證持幣者是否持有私鑰，這種技術稱為「橢圓曲線數位簽章演算法（Elliptic Curve Digital Signature Algorithm）」，而量子電腦有能力解開大部分加密技術。
工研院產經中心經理林澤民就以虛擬貨幣的公鑰與私鑰舉例，傳統電腦要解開私鑰約需耗費1,092億年，但在量子電腦的幫助下，100量子位元的量子電腦只需要三個小時就能破解，對資安甚至國安都是一大威脅 。
隨著量子電腦技術的演進，將會對現在的加密技術安全性產生威脅，Aggarwal 博士更斷言，現行的橢圓曲線數位簽章演算法將可能在2027 年被量子電腦徹底破解，因此目前美國、日本為了因應量子電腦時代，都開始投入新密碼架構的研發。
量子通訊
「量子力學傳送」在十多年前仍只是理論階段，量子傳送必須以「量子糾纏」為基礎，意思是幾個粒子彼此作用後，每個粒子所有的特性都會綜合成為整體性質，無法單獨描述各別粒子的性質，只能描述整體系統的性質，物理學家愛因斯坦（Albert Einstein)曾稱量子糾纏是「鬼魅般的超距作用」。
如何長距離傳輸纏結光子，一直是量子加密通訊一大難題，中國在2016 年 8 月發射量子衛星「墨子號」，任務之一就是從衛星向地面發射糾纏量子，由於量子通訊的安全性是基於量子物理的基本原理，而非一般的加密技術，因此若能有所進展，將能從根本解決資訊安全問題，避免駭客攻擊和竊聽。
2017年中國研究人員表示，「墨子號」順利從太空傳送了「無法破解的」高速量子密鑰，被稱為「中國量子之父」的物理學家潘建偉表示，量子密鑰分發是目前人類唯一已知不可竊聽、不可破譯的安全通訊方式。
量子密鑰分發就像是一個人要把寶物交付給另一個人，需要同時將放置寶物的箱子以及鑰匙一起交出，而鑰匙正是唯一可以開啟箱子的工具，一旦鑰匙被動過手腳，寶物持有者就會發現並將原本的鑰匙作廢，並換一把新鑰匙，確保收到寶物的人是對的。量子加密通訊採用「一次一密」機制，一旦量子密鑰被駭客攔截，自身狀態便會改變，攔截者將無法取得資訊，而「墨子號」的實驗，將為全球量子通訊奠定基礎。