Ce n'est que depuis les années 90 qu'on découvre l'impact de la théorie quantique dans le domaine du calcul numérique et du traitement de l'information. L'auteur présente tout d'abord dans ce livre scientifique la théorie quantique selon le point de vue d'un scientifique spécialisé en sciences informatiques. L'algorithme quantique et la surprenante "réduction" du temps de calcul qui en découle sont illustrés par de nombreux exemples élémentaires et sont autant d'introductions concise et précise à la théorie du traitement de l'information quantique. Sont ensuite présentées des applications plus importantes telles que l'algorithme de factorisation de Shor, l'algorithme de recherche de Grover et les codes correcteurs d'erreurs.

Ce livre est essentiellement destiné aux scientifiques issus des sciences informatiques et n'ayant aucune connaissance dans le domaine de la théorie quantique. Il permet de découvrir et apprendre les éléments du calcul quantique, en privilégiant la simple curiosité des lecteurs quant à cette nouvelle façon de calculer ; il peut également être utilisé comme base de départ pour de futurs travaux approfondis dans ce domaine. Toutefois, cet ouvrage s'adresse également aux physiciens qui veulent apprendre la théorie du calcul quantique ainsi qu'aux philosophes et autres scientifiques intéressés par les implications fondamentales de la physique quantique.

Le contenu de ce livre s'appuie sur un corpus de six années d'enseignement aux étudiants de Licence et de Master de l'université de Cornell (New York, États-Unis), dans des cursus divers tels que l'informatique, les mathématiques, l'ingénierie et la physique.