Проведена классификация квантовых алгоритмов вычислений по типу решаемых задач, производительности и практическому применению. Сделан выбор лидирующих по практической значимости характеристик квантовых алгоритмов, найден и воспроизведены существующие математические и программные модели согласно выбранным критериям. Построена модель, описывающая взаимодействие квантового алгоритма, программного пакета моделирования, экспериментальных данных и поставленной задачи по анализу и обработке этих данных. Проведена детализация модели в части механизма взаимодействия с выбранным пакетом программирования, работы с многоядерными процессорами и операционными системами различной разрядности. Предложены модели распараллеливания квантовых алгоритмов на современном вычислительном кластере применительно к решению актуальных задач анализ свойств временного ряда (вычисление экспоненты Херста и фрактальной размерности) и поиска повторяющейся последовательности в базе данных (алгоритм Гровера).