Kuantum mekaniğinde, Bloch küresi (Bloch sphere), adını fizikçi Felix Bloch’tan alan iki seviyeli bir kuantum mekanik sisteminin (kübit) saf durum uzayının geometrik bir temsilidir. Bloch küresi, bir çift karşılıklı ortogonal durum vektörüne karşılık gelen karşıt noktaları olan bir birim küredir. Bloch küresinin: kutupları klasik bitleri temsil eder ve |0⟩ ve |1⟩ durumlarına karşılık gelirler. Bununla birlikte, bunlar klasik bit temsili için olası durumlar olsa da, herhangi bir kübitin durumu küre yüzeyindeki bir nokta ile temsil edilebilir, yani kuantum bitleri tüm kürenin yüzeyini kapsar. Bu nedenle, kuantum bitlerinde çok daha fazla bilgi vardır ve Bloch küresi bunu tanımlar.
Kübit ölçüldüğünde kürenin nereseninde olursa olsun iki kutuptan birine çöker. İki kutuptan birine çökme ihtimali, kübitin Bloch küresi üzerindeki temsilindeki vektörün hangi kutba daya yakın olduğuna bağlıdır. Vektörün z ekseniyle açısı açısı θ bu olasılığı belirlemektedir. Vektörün yönü yatay-x ya da yeksenini gösteriyorsa, her iki kutuba çökme olasılığı %50-%50’dir.
