Au cours des années 1990, la communauté scientifique s'est rendue compte des retombées spectaculaires de la théorie quantique dans le domaine du traitement de l'information et du calcul numérique. Pour introduire, de façon concise, la théorie du traitement de l'information quantique, l'auteur commence par une présentation de la théorie quantique selon le point de vue d'un scientifique spécialisé en sciences informatiques. Pour cela, de nombreux exemples élémentaires illustrent tout au long du livre l'algorithmique quantique et la très surprenante «réduction» du temps de calcul qui en découle. 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.