فیزیک کوانتومی مطالعه رفتار ماده و انرژی در سطوح مولکولی، اتمی، هسته ای و حتی کوچکتر میکروسکوپی است. در اوایل قرن بیستم، کشف شد که قوانینی که اشیاء ماکروسکوپی را کنترل می کنند در چنین قلمرو های کوچکی عمل نمی کنند.
اپتیک کوانتومی :
اپتیک کوانتومی مطالعه این است که چگونه یک کوانتوم نور، به نام فوتون، با اتم ها و مولکول ها ارتباط برقرار می کند. این شامل مطالعه خواص مشابه ذرات فوتون است. فوتون ها برای آزمایش بسیاری از پیش بینی های غیرمعمول مکانیک کوانتومی، مانند پیچیدگی و دوربری، استفاده می شوند و یک منبع مفید برای پردازش اطلاعات کوانتومی هستند. این شامل رسانه های نوری غیر کلاسیک، تعامل پایه فوتون ها و اتم ها و ماهیت غیر کلاسیک میدان الکترومغناطیسی است. اپتیک کوانتومی عرصه طبیعی برای آزمایش های آزمایشی پایه های مکانیک کوانتومی و اندازه گیری است، به خصوص در زمینه سیستم های کوانتومی باز و غیرموجب می باشد .