El dominio operativo donde los efectos de la mecánica cuántica dominan sobre la física clásica.El régimen cuántico se refiere a las condiciones bajo las cuales los efectos de la mecánica cuántica —como la superposición, el entrelazamiento y los niveles de energía discretos— se convierten en la descripción dominante del comportamiento de un sistema. Esto ocurre típicamente a escalas muy pequeñas (nanómetros o menos), a temperaturas muy bajas (milikelvin), o en sistemas altamente aislados donde la decoherencia se minimiza. En este régimen, conceptos clásicos como trayectorias definidas o valores continuos de energía dejan de ser válidos.
El concepto de régimen cuántico surgió a principios del siglo XX con el desarrollo de la mecánica cuántica, pero la capacidad de acceder experimentalmente a este régimen para sistemas más grandes solo se hizo posible a finales del siglo XX con los avances en el enfriamiento por láser y la criogenia.
La transición al régimen cuántico está gobernada por la relación entre el espaciado de energía del sistema y la energía térmica. Cuando la energía térmica (k_B T) es mucho menor que la brecha de energía entre los estados cuánticos, el sistema se ve forzado a su estado fundamental o a unos pocos estados de baja energía, y los efectos cuánticos se vuelven observables. Para objetos macroscópicos, esto requiere un enfriamiento extremo y aislamiento para evitar que las interacciones con el entorno eliminen la coherencia cuántica.
El régimen cuántico es el dominio operativo de los ordenadores cuánticos, los sensores cuánticos y los simuladores cuánticos, donde los qubits deben mantenerse en estados de superposición coherente.
A temperaturas por debajo de aproximadamente 1 milikelvin, incluso el movimiento de un espejo macroscópico puede describirse mediante la mecánica cuántica, una hazaña demostrada en experimentos optomecánicos.
