Jest to cała grupa algorytmów służąca do poszukiwania najlepszych rozwiązań danego problemu. Zasada ich działania opiera się na obserwacji praw natury oraz przeniesieniu ich na grunt matematyki i informatyki. U podstaw algorytmów genetycznych znajduje się dobór naturalny oraz dziedziczność. Najlepiej przystosowane jednostki (niosące rozwiązania zbliżone do właściwego) są powielane oraz krzyżowane z sobą w celu powielenia informacji. Bardzo wiele rzeczywistych problemów można rozwiązać w ten sposób.
Algorytmy kwantowe
Niektóre algorytmy szyfrowania (np. RSA) opierają się na trudności rozkładu liczby na czynniki pierwsze (faktoryzacja). Dla tego problemu nie jest znany algorytm wielomianowy, którego można by użyć na klasycznym komputerze, czyli opartym na elementach półprzewodnikowych. Natomiast algorytmy zaimplementowane na komputerach kwantowych, w odróżnieniu od komputerów elektronicznych opartych na bitach, mogą posługiwać się kubitami oraz zjawiskiem splątania. Na tego typu komputerach możliwy jest rozkład liczby na czynniki pierwsze w czasie wielomianowym np. za pomocą algorytmu Shora.