1900年，普朗克首次提出量子概念，用來解決困惑物理界的“紫外災難”問題。

普朗克假定，光輻射與物質(zhì)相互作用時其能量不是連續(xù)的，而是一份一份的，一份“能量”就是所謂量子。從此“量子論”就宣告誕生。

然而當時的物理界，包括普朗克本人，都討厭“量子”這個怪物，千方百計想要將它消化在經(jīng)典物理的世界之中，但卻屢試不果。唯有愛因斯坦獨具慧眼，他認為光輻射不僅在于與物質(zhì)相互作用時的能量是一份一份的，光輻射的能量，本身就是“量子化”的，一份能量就是光能量的最小單元，后來稱之為“光量子”，或簡稱“光子”。

法國年輕的博士生德布羅意在愛因斯坦“光子”概念的啟發(fā)下提出：既然看似波動的光輻射，具有“粒子”特性，那么像電子這類看似“粒子”的物質(zhì)，也應具有波動性。這就是“德布羅意物質(zhì)波”的概念，由此引發(fā)后繼大量理論與實驗研究，證實所有微觀粒子都同時具有波動性和粒子性二象性。這些奇異特性的微觀粒子構(gòu)成“量子世界”，遵從量子力學的運動定律。

隨著科學技術的發(fā)展，人們認識到“量子世界”不僅限于微觀和單個粒子，某些宏觀尺度下的多粒子系統(tǒng)也遵從量子力學規(guī)律。例如玻色—愛因斯坦凝聚（BEC），當原子聚合的溫度足夠低時，所有處于不同狀態(tài)的原子，會突然聚集在同一個盡可能低的能量狀態(tài)上，其行為就像一個“放大”的玻色子，遵從量子力學規(guī)律。

我們按物理運動規(guī)律的不同，將遵從經(jīng)典運動規(guī)律（牛頓力學，電磁場理論）的那些物質(zhì)所構(gòu)成的世界稱為“經(jīng)典世界”，將遵從量子力學規(guī)律的那類物質(zhì)所構(gòu)成的世界稱為“量子世界”。“量子”就是量子世界中物質(zhì)客體的總稱，它既可以是光子、電子、原子、原子核、基本粒子等微觀粒子，也可以是BEC、超導體、“薛定諤貓”等宏觀尺度下的量子系統(tǒng)，它們的共同特征就是必須遵從量子力學的規(guī)律。

舉一個例子說明“量子”與“經(jīng)典”的本質(zhì)區(qū)別，經(jīng)典世界的特點是物體的物理量、狀態(tài)在某個時刻是完全確定的：晶體管要么導通，要么關閉，完全確定。即經(jīng)典信息要么是0，要么是1，毫不含糊。但量子世界中，客體的物理量則是不確定的、概率性的，而且這種不確定性與實驗技術無關，是量子世界的本質(zhì)特征，無法消除。這個特征體現(xiàn)在量子力學中重要的量子態(tài)疊加原理上。

量子態(tài)記作|ψ?，是科學家引進量子力學中用來描述量子系統(tǒng)的狀態(tài)，其運動規(guī)律是薛定諤方程。

量子態(tài)又稱波函數(shù)或幾率幅，它沒有任何經(jīng)典對應。雖然人們并不喜歡量子世界的這種描述，因為它與我們所熟悉的經(jīng)典世界截然不同，但一百多年來所有實驗都證實了量子力學的所有預言，人們不得不承認這種描述是正確的。

著名物理學家費曼說，“量子力學的奧妙之處就是引入幾率幅ψ”。

假定量子客體有兩個確定的可能狀態(tài)0或者1，通常寫成|0?、|1?，由于量子狀態(tài)（寫成|ψ?）是不確定的，它一般不會處于|0?或|1?的確定態(tài)上，只能處于這兩種確定態(tài)按某種權(quán)重疊加起來的狀態(tài)上，這就是量子世界獨有的量子態(tài)疊加原理，用數(shù)學表示為|ψ?=α|0?+β|1?。其中α，β為復數(shù)，且滿足|α|2+|β|2=1。

量子信息以|ψ?為信息單元，稱為量子比特。這從根本上區(qū)別于經(jīng)典信息，后者以|0?或|1?為信息單元，俗稱比特。

正是量子態(tài)|ψ?的種種奇異特性導致量子信息技術的性能可以突破經(jīng)典的物理極限，為人類開拓新一代的信息技術。

事實上，量子力學的所有奇異特性正是源于這個幾率幅。當然，近百年來對量子力學爭論不休也在于這個幾率幅（量子態(tài)）。

目前，網(wǎng)絡上就在流傳什么“量子肥料”、“量子水”等忽悠人的詞，將來還可能出現(xiàn)“量子炸彈”、“量子導彈”……這些忽悠大眾的名詞將本來應是光輝純潔的學術領域炒作得烏煙瘴氣，真假不分，魚目混珠。

其實，人們只要搞懂“量子比特”的本質(zhì)，就可以戳穿“假量子”的騙局。簡單的判據(jù)就是看它是否應用到“量子比特”，即|0?和|1?的疊加態(tài)。

例如，激光測距實驗，從目標反射回來的光束，其強度隨距離不斷衰減，當探測器無法探測到光時，就是最長的測量距離。當然，如果采用單光子探測器，則測量距離必然增長。

這里測到的是單個光子，是否可以稱它為“量子測距”呢？

答案是否定的，因為它沒用到光子的量子態(tài)，這只是將激光測距提高到極限靈敏度而已，仍屬于經(jīng)典范疇。密立根當年在實驗上測量單個電子的電荷，雖然采用單個電子，但這仍然屬經(jīng)典物理實驗，因為在該實驗中，“單電子”只是作為電荷最小單元，而未涉及到任何量子特性。