Quantum chaos, ei-tekninen termi, on tieteellinen lyhenne, joka viittaa kaaosteorian käyttöön kvanttijärjestelmien selittämiseen. Kaaosteoria voi selittää epäsäännöllisyydet, joita esiintyy kaikissa dynaamisissa järjestelmissä makrosta mikrotasoon. Näihin epäsäännöllisyyksiin kuuluu bobble satelliitin vallankumouksessa planeetan ympäri tai elektronin ennustamaton sijainti atomitasolla. Kvanttijärjestelmät ovat niitä järjestelmiä, jotka toimivat molekyylitasolla. Kun nämä määritelmät otetaan yhteen, kvanttikaosus yrittää ottaa huomioon molekyylisysteemien epäsäännöllisyydet.
Tiedemiehet olivat pitkään epävarmoja kvanttikaaoksen olemassaolosta. Atomeilla oli taipumus näyttää ennustettavia aaltoilevia energiakuvioita. Molekyylitasolla olevat esineet eivät näyttäneet ilmaisevan äärimmäistä herkkyyttä alkuolosuhteille, perinteiselle fyysisen kaaoksen määritelmälle. Jopa joitakin esiin tulleita ongelmia voitaisiin selittää häiriöteorian avulla, mikä sallii pieniä poikkeamia järjestelmässä, jossa esiintyy suurelta osin säännöllistä käyttäytymistä, joka voidaan selittää klassisen fysiikan avulla.
Kuten jotkut 20 -luvun fyysikot havaitsivat, kaikkia molekyylitason tapahtumia ei kuitenkaan voitu selittää tai ennustaa riittävästi klassisten kvanttimallien avulla. Näiden mallien mukaan tapahtumat, kuten hiukkasten siirtyminen paikasta toiseen, vaativat eksponentiaalisesti kasvavia energiamääriä, joita olisi mahdotonta tuottaa. Koska hiukkasten on havaittu liikkuvan tuottamatta näitä energiatasoja, tutkijoiden oli kuitenkin keksittävä erilainen tapa selittää ilmiö.
Yksi tapa, jolla tutkijat selittivät, oli Rydbergin atomin tutkiminen. Rydbergin atomit ovat erittäin energisoituja atomeja, joilla on kaoottinen käyttäytyminen, joka voidaan selittää klassisen fysiikan avulla. Näiden atomien tutkiminen on osoittanut, että järjestelmissä, joissa on mukana kvanttikaosaa, on hyvin korreloivat energiatasot. Hiukkasten energiatasot eivät jakaudu satunnaisesti kuten klassisissa molekyyleissä. Yhden osajärjestelmän tapahtumat liittyvät erottamattomasti toisen osajärjestelmän tapahtumiin. Tämän seurauksena energiaspektriä voidaan käyttää ainakin osittain selittämään näiden hiukkasten käyttäytymistä.
Toinen menetelmä oli tarkastella tilanteita, joissa klassinen fysiikka pystyi selittämään suurten järjestelmien epäsäännöllisyydet. Auringon painovoiman aiheuttaman kuun kiertoradan heilumisen takana olevaa mekaniikkaa käytettiin tilastollisen mittauksen luomiseen, joka auttoi selittämään ja ennustamaan matalaenergisten hiukkasten käyttäytymistä. Vaikka klassiset fysiikan mallit eivät voi selittää riittävästi näiden kaoottisten molekyylijärjestelmien käyttäytymistä, on mielenkiintoista, että kvanttikaaos käyttää näitä malleja lähtökohtana uusien mallien luomiseen näiden järjestelmien ymmärtämiseksi edelleen.