تتضمن التطبيقات التي تستخدم الحاسوب الكمي في علم المواد ما يلي:
1- تصميم وتطوير المواد الجديدة وتحسين الخواص الفيزيائية للمواد الحالية.
2- حساب الخواص الالكترونية للمواد والمصادفة الالكترونية في المواد.
3- تحديد تركيب الشبكة البلورية للمواد وتأثير ذلك على الخواص الفيزيائية.
4- دراسة تفاعلات المواد مع المواد الأخرى، ومع ظروف البيئة المختلفة.
5- تطوير وتحسين تكنولوجيا تصنيع المواد مثل تصنيع المواد بالطريقة الطبقية (Additive manufacturing).
6- تطوير وتحسين تقنيات تعزيز وتقوية المواد.
7- دراسة خواص الأنابيب النانوية والرقائق النانوية وتحسين خواصها.