最常見的量子邏輯閘在一個或兩個量子位元的上執行，這意味著量子邏輯閘可視為具有可逆性的 2 x 2 或 4 x 4 矩陣來描述。
在量子電腦中使用可同時存在0和1疊加態的量子位元，與只能為0或1的古典位元大大不同。有如此強大的運算位元，需要量子邏輯閘來實現執行強大的量子計算。前段說明布洛赫球面上一向量可視為量子位元狀態，因此量子邏輯閘操作，可以表示為矩陣並表示為圍繞布洛赫球體的旋轉。最常見的量子邏輯閘在一個或兩個量子位元的上執行，這意味著量子邏輯閘可視為具有可逆性的 2 x 2 或 4 x 4 矩陣來描述。