Un fizician cuantic studiază legile fizice care guvernează obiectele atomice și subatomice. Acești fizicieni au efectuat o serie de experimente inovatoare care ne-au revoluționat înțelegerea comportamentului și a naturii materiei în sine. În timp ce cercetarea și experimentarea se află în centrul muncii unui fizician cuantic, poziția implică adesea afilierea la un colegiu sau universitate, iar această afiliere poate necesita ca fizicianul să predea și cursuri. În plus, un fizician cuantic trebuie adesea să se angajeze în solicitarea de granturi și să participe la procesul de publicare, inclusiv la redactarea lucrărilor și la evaluarea inter pares a cercetărilor altor fizicieni.
Mecanica cuantică implică mișcarea și comportamentul particulelor subatomice și a altor obiecte. A devenit un domeniu stabilit de cercetare științifică în secolul al XX-lea odată cu descoperirea că particulele elementare nu se comportă în conformitate cu legile lui Newton, care descriu comportamentul obiectelor mai mari. Obiectele atomice și subatomice se comportă într-un mod foarte imprevizibil, probabilistic. Acest comportament este în contrast puternic cu comportamentul obiectelor mari, cum ar fi vehiculele sau chiar planetele. Un fizician cuantic studiază probabilitățile care descriu comportamentul subatomic.
Experimentarea în mecanica cuantică, care este o mare parte din ceea ce ocupă timpul unui fizician cuantic, poate fi extrem de dificilă. De exemplu, limitarea culorii, este un fenomen care are loc la nivel subatomic. Hadronii sunt formați din quarci, o unitate de bază a materiei, și fiecare quarc capătă o anumită „culoare” care denotă sarcina de câmp atunci când este observat. Unul dintre cele mai timpurii experimente în mecanica cuantică a arătat că un quarc și partenerul său din hadron capătă aceeași „culoare”, indiferent cât de departe sunt separate particulele una de cealaltă. Acest lucru complică orice încercare de a observa direct astfel de particule.
Pentru fizicienii cuantici, multe cercetări și studii implică ipoteze derivate dintr-un cadru logic, matematic sau referențial. Ca și în cazul experimentelor fizice, o mare parte din cercetarea teoretică este efectuată de echipe de fizicieni și matematicieni. Este rar ca un fizician cuantic să lucreze independent.
Fizicienii cuantici publică în mod regulat în reviste științifice care se concentrează pe domeniul lor particular. Multe universități vor angaja fizicieni bine publicati pentru a efectua cercetări în programul universității și pentru a instrui studenții universitari în cursuri de licență sau postuniversitare. Structura universitară poate solicita, de asemenea, fizicianului să solicite și să câștige bani pentru granturi de cercetare de la o agenție guvernamentală sau de la o dotare privată și să continue publicarea în domeniul fizicii cuantice.