المحاكاة الكمومية (Quantum Simulation) هي استخدام أنظمة فيزيائية كمومية مضبوطة بعناية مثل ( أيونات محبوسة أو ذرات باردة )، لمحاكاة ودراسة أنظمة كمومية أخرى معقدة يصعب التعامل معها عبر الحواسيب الكلاسيكية. يتيح هذا المجال دراسة الظواهر الكمومية متعددة الجسيمات مثل الانتقالات الطورية الكمومية، ونماذج المغناطيسية الكمومية، والتفاعلات المعقدة في الفيزياء والكيمياء.
تُعد المحاكاة الكمومية أداة حاسمة لفهم الحالات الكمومية التي تتطلب موارد حسابية هائلة للحواسيب التقليدية، وذلك عبر إعادة بناء الظواهر الفعلية في أنظمة فيزيائية أبسط يمكن التحكم بها تجريبيًا.