量子门是量子计算中用于操纵量子比特的基本操作。最常见的基本门包括Hadamard门、Pauli门（X、Y、Z）和CNOT门。每个门都对量子比特状态执行特定的变换，从而实现叠加、纠缠及其他量子效应。与经典比特不同，量子比特可以处于叠加态，而量子门通过矩阵表示的数学运算作用于这些概率态。理解这些量子门对于构建量子算法至关重要。
Hadamard门 (H) 用于创建叠加态，这是量子计算中的核心现象。当应用于处于状态|0⟩或|1⟩的量子比特时，它会将其分别转换为等概率叠加态：(|0⟩ + |1⟩)/√2 或 (|0⟩ − |1⟩)/√2。例如，在 Grover 搜索等量子算法中，Hadamard门将量子比特初始化为叠加态，以便同时探索多个解。Pauli门包括 X、Y和Z。Pauli-X门类似于经典 NOT 门，将|0⟩翻转为|1⟩，反之亦然。Pauli-Z门引入相位翻转（将|1⟩乘以-1），而Pauli-Y门则结合了翻转和相位变化。这些门常用于纠错和作为更复杂操作的构建块。
像 CNOT (Controlled-NOT) 这样的双量子比特门能够实现纠缠，这是一项关键的量子资源。如果控制量子比特为|1⟩，CNOT门会翻转目标量子比特。例如，将 CNOT 应用于|0⟩（控制）和|1⟩（目标）时，它们保持不变；但将其应用于|1⟩和|1⟩时，目标量子比特会翻转为|0⟩。这个门对于量子隐形传态和 Shor 因数分解算法等算法至关重要。其他重要的门包括 Phase (S) 和 T门，它们引入更精细的相位移位，用于量子傅里叶变换等任务。这些门共同构成了设计电路的工具包，利用量子力学来解决经典计算机无法解决的问题。