Każdy algorytm kwantowy można zapisać przy pomocy transformacji kubitów. Poprzez analogię do układów logicznych (cyfrowych), do zapisu algorytmów kwantowych stosuje się obwody kwantowe składające się z bramek.

Bramki kwantowe to elementarne jednostki służące do programowania komputerów kwantowych, których zadaniem jest transformacja stanu kubitów wejściowych. Matematyczna reprezentacja działania wykonywanego przez bramkę kwantową jest wyrażona jako mnożenie wektora stanu kubitu przez macierz odpowiadającą danej bramce.

Algorytm kwantowy jest realizowany przy pomocy obwodu kwantowego. Stan każdego kubitu inicjowany jest najczęściej wartością |0〉, a następnie przechodzi przez szereg transformacji, a na koniec wykonany jest pomiar wartości kubitu, który na tym etapie przyjmuje wartość 0 lub 1. Operacja pomiaru sprawia jednak, że wszystkie własności kwantowe obwodu zostają utracone.