Ква́нтовое превосхо́дство — способность квантовых вычислительных устройств решать проблемы, которые классические компьютеры практически не могут решить. Квантовое преимущество — возможность решать проблемы быстрее. С точки зрения теории сложности вычислений под этим обычно подразумевается обеспечение суперполиномиального ускорения по сравнению с наиболее известным или возможным классическим алгоритмом. Термин был популяризирован Джоном Прескиллом, но концепция квантового вычислительного преимущества, особенно в моделировании квантовых систем, восходит к предложению квантовых вычислений, которое дали Юрий Манин (1980) и Ричард Фейнман (1981).

Алгоритм Шора для факторизации целых чисел, который выполняется за полиномиальное время на квантовом компьютере, обеспечивает такое суперполиномиальное ускорение по сравнению с наиболее известным классическим алгоритмом. Хотя это ещё предстоит доказать, факторизация считается сложной задачей при использовании классических ресурсов. Трудность доказательства того, что нельзя сделать с помощью классических вычислений, является общей проблемой для безусловной демонстрации квантового превосходства. Это также влияет на предложение по семплингу бозонов Ааронсона и Архипова, специализированные проблемы компании D-Wave о frustrated cluster loop и семплинг выходного результата для случайных квантовых схем.

Подобно факторизации целых чисел, задача о выборке выходных распределений случайных квантовых схем считается сложной для классических компьютеров на основе разумных предположений о сложности.