Haos cuantic, un termen non-tehnic, este o prescurtare științifică care se referă la utilizarea teoriei haosului pentru a explica sistemele cuantice. Teoria haosului poate explica neregulile care apar în toate sistemele dinamice de la nivel macro până la nivel micro. Aceste nereguli includ o bobble în revoluția unui satelit în jurul unei planete sau poziția neprevăzută a unui electron la nivel atomic. Sistemele cuantice sunt acele sisteme care operează la nivel molecular. Luând împreună aceste definiții, haosul cuantic încearcă să țină seama de neregulile din sistemele moleculare.
Multă vreme, oamenii de știință nu au fost siguri dacă haosul cuantic există. Atomii aveau tendința de a prezenta modele predictibile de energie sub formă de undă. Obiectele la nivel molecular nu păreau să exprime o sensibilitate extremă la condițiile inițiale, definiția tradițională a haosului fizic. Chiar și unele probleme care au apărut ar putea fi explicate prin teoria perturbațiilor, care permite abateri minore într-un sistem care prezintă un comportament în mare parte regulat, care poate fi explicat prin fizica clasică.
Așa cum au descoperit unii fizicieni ai secolului al XX-lea, totuși, nu toate evenimentele care au loc la nivel molecular ar putea fi explicate sau prezise în mod adecvat prin modelele cuantice clasice. Potrivit acestor modele, evenimente precum mișcarea particulelor de la un loc la altul ar necesita cantități de energie în creștere exponențială care ar fi imposibil de generat. Deoarece s-a observat că particulele se mișcă fără a produce acele niveluri de energie, totuși, oamenii de știință au trebuit să vină cu o modalitate diferită de a explica fenomenul.
O modalitate prin care oamenii de știință l-au explicat a fost prin studiul atomului Rydberg. Atomii Rydberg sunt atomi puternic energizați care prezintă comportamente haotice care pot fi explicate prin fizica clasică. Studiul acestor atomi a arătat că sistemele în care este implicat haosul cuantic au niveluri de energie foarte corelate. Nivelurile de energie ale particulelor nu sunt distribuite aleatoriu ca în moleculele clasice. Evenimentele unui subsistem sunt indisolubil legate de evenimentele altui subsistem. Ca rezultat, un spectru energetic poate fi folosit pentru a explica cel puțin parțial comportamentele acestor particule.
O altă metodă a fost să se uite la situații în care fizica clasică era capabilă să explice neregulile din sistemele mari. Mecanica din spatele oscilării pe orbita Lunii în jurul Pământului din cauza atracției gravitaționale a Soarelui a fost folosită pentru a crea o măsurătoare statistică care a ajutat la explicarea și prezicerea comportamentelor particulelor cu energie scăzută. În timp ce modelele clasice din fizică nu pot explica în mod adecvat comportamentele acestor sisteme moleculare haotice, este interesant că haosul cuantic folosește acele modele ca punct de lansare pentru a crea noi modele pentru a înțelege în continuare aceste sisteme.