Die elementaren Operationen, die ein Quantencomputer auf seinen Qubits durchführen kann, nennt man Quantengatter. Sie spielen eine ähnliche Rolle wie die elektronischen Gatter eines klassischen Computers. Anders als ihr Name suggeriert, stellen Quantengatter in der Regel keine physikalischen Bauelemente wie Transistoren dar sondern beschreiben den Effekt einer steuerbaren, zeitlich begrenzten Wechselwirkung der Qubits untereinander oder mit ihrer Umgebung.