Η κβαντική θεωρία είναι ένας τρόπος να εξηγήσουμε τη φύση της ύλης και πώς συμπεριφέρεται στο ατομικό, ακόμη και στο υποατομικό, επίπεδο. Στενά συνδεδεμένη είναι η κβαντική μηχανική, η οποία είναι μια περιγραφή της ύλης σε ατομικό και υποατομικό επίπεδο. Η θεωρία υποστηρίζει ότι όλη η ύλη αποτελείται από μεμονωμένες και μετρήσιμες μονάδες. Αναπτύχθηκε το 1900 από τον Γερμανό φυσικό Μαξ Πλανκ. Παρουσίασε τη θεωρία του στη Γερμανική Φυσική Εταιρεία. Ενώ μεγάλο μέρος της θεωρίας συνεχίζει να προκαλεί μεγάλη συζήτηση και κάποιες διαμάχες, υπάρχουν μέρη που είναι σχεδόν παγκοσμίως αποδεκτά με βάση τα διαθέσιμα στοιχεία.
Η κβαντική θεωρία έχει χρησιμοποιηθεί στη λαϊκή μυθοπλασία για να εξηγήσει πολλά διαφορετικά πράγματα. Δημοφιλείς τηλεοπτικές εκπομπές όπως το “Sliders” και το “Quantum Leap” έχουν προκαλέσει μαζικό ενδιαφέρον. Παίζει ακόμη και έναν ρόλο στο μυθιστόρημα του Dan Brown «Angels and Demons» κατά τη διάρκεια μιας μερίδας που εξηγεί την ύπαρξη και τη σημασία της αντιύλης. Στις περισσότερες περιπτώσεις, αυτό και άλλα έργα μυθοπλασίας, εξετάζουν μία από τις δύο κύριες θεωρίες που σχετίζονται με την πραγματικότητα του φυσικού κόσμου, προκειμένου να χτίσουν τις εγκαταστάσεις τους. Αυτές οι θεωρίες ονομάζονται αντίστοιχα Ερμηνεία της Κοπεγχάγης και Θεωρία πολλών κόσμων.
Η Θεωρία των πολλών Κόσμων υποστηρίζει ότι από τη στιγμή που ένα αντικείμενο υπάρχει σε οποιαδήποτε κατάσταση, το σύμπαν γύρω από αυτό το αντικείμενο μετατρέπεται σε έναν αριθμό παράλληλων συμπάντων. Ο αριθμός των παράλληλων συμπάντων καθορίζεται από τον αριθμό των πιθανών συμπάντων, στα οποία είναι δυνατό να υπάρχει αυτό το αντικείμενο. Αυτός ο αριθμός είναι αδύνατο να γνωρίζουμε, τουλάχιστον όπως είναι αυτή τη στιγμή με τα σύγχρονα επιστημονικά όργανα. Σε κάποιο σημείο, μπορεί να αναπτυχθούν όργανα που μπορούν να δείξουν πιο ρητά τις αρχές της κβαντικής θεωρίας.
Η ερμηνεία της κβαντικής θεωρίας της Κοπεγχάγης προτείνει ότι ένα σωματίδιο δεν μπορεί να θεωρηθεί ότι υπάρχει μέχρι να μετρηθεί. Έπειτα, μόλις συμβεί αυτό, είναι ό,τι μετριέται. Αν και αυτό φαίνεται σαν μια απλή πρόταση, αυτή η ερμηνεία της κβαντικής θεωρίας δείχνει ότι ένα σωματίδιο βρίσκεται στην πραγματικότητα σε όλες τις πιθανές καταστάσεις μέχρι να μετρηθεί και να παρατηρηθεί συγκεκριμένα.
Αυτό συχνά απεικονίζεται χρησιμοποιώντας ένα παράδειγμα γνωστό ως γάτα του Schrodinger. Εάν μια γάτα, σε ένα υποθετικό παράδειγμα, ληφθεί και πεταχτεί σε ένα κουτί, είναι ασφαλές να υποθέσουμε ότι είναι ζωντανή, τουλάχιστον για ένα ορισμένο χρονικό διάστημα. Εάν ένα φιαλίδιο κυανίου πεταχτεί σε αυτό το κουτί, μπορεί να έχει σπάσει και να σκοτώσει τη γάτα. Ή μπορεί να ήταν άθικτο και να γλίτωσε τη γάτα. Όσο αυτό είναι άγνωστο, η ερμηνεία της κβαντικής θεωρίας της Κοπεγχάγης θα υποθέσει ότι η γάτα βρίσκεται και στις δύο καταστάσεις, δηλαδή ζωντανή και νεκρή, ταυτόχρονα.
Ένας από τους μεγαλύτερους επικριτές της κβαντικής θεωρίας είναι ο Άλμπερτ Αϊνστάιν. Ο Αϊνστάιν δεν μπορούσε να συμφωνήσει ότι ένα μεμονωμένο σωματίδιο θα μπορούσε να υπάρχει σε περισσότερα από ένα σύμπαντα, όπως προτείνεται στη Θεωρία των πολλών κόσμων. Ο φυσικός, ωστόσο, αποδέχτηκε ορισμένες πτυχές της θεωρίας. Για παράδειγμα, κατάλαβε ότι η ενέργεια θα μπορούσε να υπάρχει σε μετρήσιμες μονάδες και πρότεινε ότι αυτό ισχύει όχι μόνο για την ενέργεια, αλλά και για την ακτινοβολία.