Рабочая область, где квантово-механические эффекты доминируют над классической физикой.Квантовый режим относится к условиям, при которых квантово-механические эффекты, такие как суперпозиция, запутанность и дискретные уровни энергии, становятся доминирующим описанием поведения системы. Обычно это происходит на очень малых масштабах (нанометры или меньше), при очень низких температурах (милликельвины) или в сильно изолированных системах, где декогеренция сведена к минимуму. В этом режиме классические понятия, такие как определенные траектории или непрерывные значения энергии, перестают работать.
Концепция квантового режима возникла в начале XX века с развитием квантовой механики, но возможность экспериментально достичь этого режима для более крупных систем стала возможной только в конце XX века благодаря достижениям в лазерном охлаждении и криогенике.
Переход в квантовый режим определяется отношением энергетического зазора системы к тепловой энергии. Когда тепловая энергия (k_B T) значительно меньше энергетического зазора между квантовыми состояниями, система вынуждена находиться в основном состоянии или в нескольких нижних состояниях, и квантовые эффекты становятся наблюдаемыми. Для макроскопических объектов это требует экстремального охлаждения и изоляции, чтобы предотвратить взаимодействие с окружающей средой, которое может разрушить квантовую когерентность.
Квантовый режим является рабочей областью для квантовых компьютеров, квантовых сенсоров и квантовых симуляторов, где кубиты должны поддерживаться в когерентных суперпозиционных состояниях.
При температурах ниже примерно 1 милликельвина даже движение макроскопического зеркала может быть описано квантово-механически, что было продемонстрировано в оптомеханических экспериментах.
