محاسبات کوانتومی مزایای تصورناپذیری را در اختیار یادگیری ماشینی قرار می دهند. در یادگیری ماشینی کوانتومی یک سامانه این توانایی را دارد تا با سرعت و عملکرد بسیار بالایی از طریق برهم کنشی که با محیط پیرامون خود انجام می دهد، نکات مختلف را بیاموزد. دانجیکو فیزیکدان دانشگاه اینسبروک اتریش در این ارتباط گفته است، پیشرفت ها در حوزه یادگیری ماشینی تنها زمانی رخ می دهد که شما بر یک منبع قدرتمند پردازشی تکیه کرده باشید. امروزه بعضی از جنبه های یادگیری ماشینی به ویژه در ارتباط با پردازش اطلاعات به سمت محاسبات کوانتومی متمایل شده اند. آن چنان که فناوری های کوانتومی ظهور پیدا کرده اند و به شدت در حال پیشرفت هستند، ما می توانیم تقریبا مطمئن باشیم که یادگیری ماشینی کوانتومی نقش مهمی در جامعه ما بازی خواهند کرد. درک عمیق تر انسان ها از تغییرات جوی، بهبود وضعیت بهداشت و درمان، تعامل بهتر انسان ها با اشیا پیرامونشان با اتکا بر یادگیری ماشینی کوانتومی، هوشمندسازی کارخانه ها و بهبود قابلیت های ماشین های خودران از جمله حوزه هایی هستند که در آینده یادگیری ماشینی کوانتومی تحولات عظیمی را در آنها رقم خواهد زد. دانشمندان دریافته اند که اثرات کوانتومی باعث بهبود یادگیری تقویتی می شوند. یادگیری تقویتی یکی از سه شاخه اصلی یادگیری ماشینی است. دانشمندان در گذشته به این موضوع اشاره کرده بودند که اثرات کوانتومی باعث بهبود یادگیری ماشینی نظارتی و بدون نظارت می شوند. اثرات کوانتومی از طریق برهم نهی کوانتومی می تواند عملکرد یادگیری ماشینی را بهبود بخشد. این راهکار به یک ماشین اجازه می دهد مراحل مختلف یک فرایند را به طور هم زمان انجام دهد. این رویکرد باعث افزایش کاملا محسوس سرعت و بهبود فرآیند یادگیری می شود. از جمله شرکت های پیشگام در این زمینه به شرکت دی ویو سیستمز می توان اشاره کرد. آی بی ام نیز از دیگر شرکت های پیشرو در این زمینه است.