Um físico quântico estuda as leis físicas que governam objetos atômicos e subatômicos. Esses físicos realizaram uma série de experiências inovadoras que revolucionaram nossa compreensão do comportamento e da natureza da própria matéria. Embora a pesquisa e a experimentação estejam no centro do trabalho de um físico quântico, a posição geralmente envolve afiliação a uma faculdade ou universidade, e essa afiliação pode exigir que o físico também ministre aulas. Além disso, um físico quântico geralmente precisa se envolver na solicitação de doações e participar do processo de publicação, incluindo artigos para redação e revisão por pares de pesquisas de outros físicos.
A mecânica quântica envolve o movimento e o comportamento de partículas subatômicas e outros objetos. Tornou-se um campo estabelecido de investigação científica no século XX, com a descoberta de que partículas elementares não se comportam de acordo com as leis de Newton, que descrevem o comportamento de objetos maiores. Objetos atômicos e subatômicos se comportam de uma maneira altamente imprevisível e probabilística. Esse comportamento contrasta fortemente com o comportamento de objetos grandes, como veículos ou até planetas. Um físico quântico estuda as probabilidades que descrevem o comportamento subatômico.
Experimentar a mecânica quântica, que é muito do que ocupa o tempo de um físico quântico, pode ser extremamente difícil. Por exemplo, confinamento de cores, é um fenômeno que ocorre no nível subatômico. Hadrons são compostos de quarks, uma unidade básica de matéria, e todo quark adquire uma “cor” específica que denota sua carga de campo quando é observada. Um dos primeiros experimentos em mecânica quântica revelou que um quark e seu parceiro no hádron assumem a mesma “cor”, não importando a que distância as partículas estejam separadas umas das outras. Isso complica qualquer tentativa de observar diretamente essas partículas.
Para os físicos quânticos, muitas pesquisas e estudos envolvem hipóteses derivadas de uma estrutura lógica, matemática ou referencial. Como nas experiências físicas, grande parte da pesquisa teórica é realizada por equipes de físicos e matemáticos. É raro um físico quântico trabalhar de forma independente.
Os físicos quânticos publicam regularmente em revistas científicas que se concentram em seu campo particular. Muitas universidades contratam físicos bem publicados para realizar pesquisas no programa da universidade e instruir os estudantes em cursos de graduação ou pós-graduação. A estrutura da universidade também pode exigir que o físico solicite e ganhe dinheiro para subsídios de pesquisa de uma agência governamental ou de uma doação privada e continue publicando no campo da física quântica.