تاکنون شیوه های متفاوت و متنوعی برای رمزنگاری ابداع شده است، اما همه ی آن ها از اصول اولیه ای پیروی می کنند. ابتدا پیام اصلی با الگوریتم خاصی رمزینه می شود، در مرحله بعدي باید بتوان پیام را توسط کلید رمزگشایی کرد و يكي از مهم ترین مراحل نحوه ی مقابله با استراق سمع می باشد.

امروزه رمزنگاری یکی از شاخه­های ریاضی، علوم کامپیوتر و مخابرات دانسته می­شود. همچنین، این علم ارتباط تنگاتنگی با نظریه اطلاعات، امنیت رایانه­ای و مهندسی دارد.

با پیشرفت علم و ظهور کامپیوترها شیوه های جدید در رمزنگاری ابداع شده است كه لازم است ابتدا مقدمه ای از پیشرفت علم کامپیوتر را به اختصار مرور کنیم.

   ایده های اولیه ی ساخت کامپیوتر متعلق به چارلز بابیج است. بعد از بابیج، تورینگکه ملقب به پدر علوم کامپیوتر است، در اواسط سال 1930 ماشین جهان شمول تورینگ را معرفی کرد. او روشن ساخت که یک ماشین محاسبه گر چه توانایی هایی باید داشته باشد و به اهمیت برنامه نویسی تأکید کرد. کمی پس از مقاله تورینگ، اولین کامپیوتر با اجزاء الکترونیکی ساخته شد.

پیشرفت بخش سخت افزار کامپیوتر از سال 1947 با ساخت ترانزیستور سرعت گرفت. قانون مور که در سال 1965توسط گوردون مور مطرح شد، بیان می کند که هر دو سال تعداد ترانزیستورهایی که در یک حجم معین به کار برده می شود دو برابر می گردد و این باعث افزایش سرعت پردازش و میزان حافظه ی کامپیوترها می شود. اگر قانون مور را برای آینده مجسم کنیم، خواهیم دید که ظرف مدت حدودا 40 سال، اندازه تراشه ها و گیت های منطقی که کامپیوترها با آن ها ساخته می شوند به اندازه ابعاد اتمی می رسد؛ در نتیجه اگر قانون مور پابرجا بماند، باید یاد بگیریم کامپیوترهایي بسازیم که در مقیاس کوانتومی عمل كنند. کامپیوترهای کوانتومی نمایانگر آخرین حد کوچک سازی هستند. همانطور که می دانیم در رمزنگاری مدرن و پیشرفته، امنیت کلیدها مبتنی بر تجزیه ی اعداد بزرگ در زمان محدود است ولی با اختراع کامپیوترهای کوانتومی با پروتکل های کوانتومی می توان در زمانی محدود یک عدد بسیار بزرگ مثلا 300 رقمی را به عاملهای اول آن تجزیه کرد.

همانطور که در ابتدا گفته شد، ایجاد یک کلید به روشي امن از مهم ترین گام ها در دانش رمزنگاری است که البته مشکلات ویژه ای بر سر راه خود دارد. از سوی دیگر با پیدایش مکانیک کوانتومی در قرون اخیر از جمله نظریه اطلاعات کوانتومی در چند دهه اخیر، این سوال به ذهن می رسد که شاید بتوان با استفاده از دنیای میکروسکوپی و قوانین متفاوتی که در این دنیا حاکم است ضعف مسائلی همچون ایجاد کلید در رمزنگاری را از بین برد. به این حوزه از رمزنگاری، رمزنگاری کوانتومی گفته می شود

نظریه کامپیوترکوانتومی در اوايل دهه ٨٠ ميلادي توسط ريچارد فاينمن، ديويد دويچ و ديگران مطرح شد. پل بنيوف اولين تئورى كاربرد نظريه كوانتومى در كامپيوتر ها را منتشر كرد. ايده بنيوف ايجاد يك ماشين تورينگ كوانتومى بود.

 در سال ۱۹٨۲ فیزیک دان مشهور و برنده جایزه نوبل ؛ «ریچارد فاینمن» برای نخستین بار پیشنهاد کرد که باید محاسبات از دنیای دیجیتال وارد دنیای جدیدی به نام کوانتوم شود، همچنین بيان کرد کامپیوتر کوانتومی چگونه ممکن است کار کند. این پیشنهاد تا اوایل سال۱۹۹٠مورد توجه جدی قرار نگرفت وبه صورت آکادمیک باقی ماند، البته در سال ۱۹٨۵، ديويد دويچ متوجه شد که اظهارات فاینمن، می تواند تدریجاً به ساخت کامپیوتر کوانتومی منجر شود و مقاله ای را منتشر کرد مبنی بر اینکه اصولاً هر فرآیند فیزیکی را می توان به خوبی با کامپیوترهای کوانتومی مدل سازی کرد.

 بالاخره در سال ۱۹۹۴ «پیتر شور» نخستین گام را برای محقق کردن این آرزو برداشت، کامپیوترهای کوانتومی در اصل می توانستند خارج از رونوشت های کلاسیکی خود محاسبات را انجام و اجرا نمایند. وی مقاله ای را منتشر نمود که حاوی روشی برای استفاده از کامپیوترهای کوانتومی در حل مشکل پیچیده ای در نظریه اعداد، به نام فاکتورگیری بود. او نشان داد که چگونه یک مجموعه از عملیات ریاضی که منحصراً برای کامپیوترهای کوانتومی طراحی شده اند، می توانند چنین دستگاهی را به انجام فاکتورگیری از اعداد بيشماری با سرعت بالاتر از کامپیوتر های کلاسیک، قادر سازد با این اختراع، محاسبات کوانتومی از یک کنجکاوی به یک توجه جهانی تبدیل شد. همچنين در سال ۱۹۹۶ لوو گروور از آزمايشگاه نيوجرسي نشان داد كه كامپيوترهاي كوانتومي در مسائل مربوط به جستجو از نمونه هاي كلاسيكي بهتر عمل مي كنند. از آن موقع به بعد، گروههای تحقیقاتی در سرتاسر دنیا مسابقه ای را برای پیش قدم شدن در ساخت یک سیستم عملی آغاز نمودند. به این ترتیب، ارتباط نوینی بین نظریه ی اطلاعات و فیزیک کوانتومی شروع به شکل گیری کرد که امروزه آن را محاسبات کوانتومی می نامیم. محاسبات کوانتومی مشکلات گذشته را برطرف می سازد و افق جدیدی را ایجاد می کند.