Une entité physique comme un photon ou un électron dont les propriétés sont décrites par la mécanique quantique.Une particule quantique est une entité physique, telle qu'un photon, un électron ou un atome, dont le comportement est décrit par la mécanique quantique plutôt que par la physique classique. Contrairement aux objets classiques, les particules quantiques présentent une dualité onde-particule, ce qui signifie qu'elles peuvent manifester à la fois des propriétés de particule (position localisée, énergie discrète) et des propriétés ondulatoires (interférences, diffraction). Leurs propriétés sont intrinsèquement probabilistes, décrites par une fonction d'onde qui donne la probabilité de trouver la particule dans un état particulier.
Le concept de particule quantique est apparu au début du XXe siècle avec l'explication du rayonnement du corps noir par Max Planck (1900) et celle de l'effet photoélectrique par Albert Einstein (1905), qui ont introduit l'idée de la lumière comme constituée de quanta discrets. Le cadre mathématique complet a été développé par Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger et Paul Dirac dans les années 1920.
L'état d'une particule quantique est représenté par une fonction d'onde, qui évolue de manière déterministe selon l'équation de Schrödinger. Cependant, lors d'une mesure, la fonction d'onde « s'effondre » en un résultat défini, la probabilité de chaque résultat étant déterminée par l'amplitude de la fonction d'onde. Cela conduit à des phénomènes tels que la superposition (une particule se trouvant dans plusieurs états à la fois) et l'intrication (des corrélations entre particules qui ne peuvent pas être expliquées classiquement).
Les particules quantiques sont à la base de toute l'électronique moderne, des lasers et des semi-conducteurs, et sont au cœur de technologies émergentes comme l'informatique quantique et la cryptographie quantique.
Un photon unique peut être en superposition de deux chemins simultanément, et lorsque les chemins sont recombinés, il interfère avec lui-même, produisant un motif qui serait impossible pour une particule classique.
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