Hingga saat ini, berbagai macam cara implementasi telah dilakukan para peneliti: ion trap, rangkaian superkonduktor (SQUID-Superconducting Quantum Interference Device), NMR, fotonik, dst. Dua kelompok besar dari prosesor kuantum yg saat ini telah berhasil dibuat adalah quantum annealer dan gerbang logika kuantum (quantum logic gate).
Sebuah perusahaan di Kanada, yaitu Dwave Inc., memproduksi komputer kuantum jenis quantum annealer., yg pada umumnya digunakan untuk memecahkan permasalahan optimisasi, misalnya pencarian rute terpendek, pencarian kode ortogonal, pewarnaan graf , studi pelipatan protein, faktorisasi bilangan dsb.Â
Pemrograman prosesor jenis ini dilakukan dengan terlebih dulu memformulasikan masalah tersebut sebagai minimalisasi sejenis fungsi energi yg disebut sebagai Hamiltonian, kemudian memasukkan koefisien dari suku-suku di dalam Hamiltonian ini ke dalam komputer kuantum. Saat ini, Dwave sudah berhasil membuat  lebih dari 2000 qubit pada prosesor kuantum terbarunya
Komputer jenis gerbang logika kuantum memiliki aplikasi yg lebih luas. Pemecahan masalah dilakukan dengan memformulasikannya sbg algoritma kuantum dan selanjutnya diimplementasikan sebagai rangkaian kuantum.Â
Komputer jenis ini dapat digunakan untuk memfaktorkan bilangan, melakukan pencarian/searching, simulasi kuantum, dsb. Hingga kini, jumlah qubit yang berhasil dibuat baru mencapai puluhan. Salah satu contoh dari prosesor kuantum berbasis gerbang logika adalah prosesor 53 qubit bernama Sycamore dari Google yang baru-baru ini membuat berita besar.
Supremasi Kuantum dan Implikasinya
Pada bulan Oktober tahun 2019, Google mengumumkan tercapainya supremasi kuantum dg menggunakan prosesor Sycamore. Google mengklaim, untuk perhitungan tertentu dimana superkomputer tercepat saat ini perlu 10 ribu tahun untuk menghitung, Sycamore dapat menyelesaikannya dalam waktu hanya perlu beberapa menit saja.Â
Meskipun ini suatu perhitungan sederhana yang belum tentu dapat dimanfaatkan, secara prinsip telah terbukti bahwa komputer kuantum mampu bekerja sesuai yg diramalkan.Â
Mencari algoritma yg lebih apliktif hanyalah masalah waktu. Karena itu, implikasi dari lahirnya komputer kuantum dan tercapainya supremasi kuantum harus dipertimbangkan dan diantisipasi, misalnya  kemampuan melakukan faktorisasi bilangan.
Pada tahun 1994, Peter Shor mengajukan algoritma faktorisasi (bilangan) secara cepat dengan menggunakan paradigma komputasi kuantum. Jika dapat direalisasikan ke dalam komputer kuantum, algoritma Shor mengancam pecahnya sistem enkripsi kunci publik yang saat ini dipakai secara luas.Â
Oleh karena itu, para peneliti juga mulai memikirkan cara untuk mengantisipasi ancaman ini dengan mengembangkan berbagai teknik enkripsi baru, antara lain dengan menggunakan sistem QKD (Quantum Key Distribution).Â
QKD memanfaatkan fenomena kuantum berupa entanglement dari pasangan partikel, dalam hal ini foton, untuk menjaga keamanan kunci pada pengiriman informasi secara rahasia.
