Kuantum fiziğinin ilkelerine göre çalışan cihazlar arasında lazerler, transistörler ve MRI makineleri bulunur. Lazerler, fotonların atomları tutarlı bir şekilde ek fotonlar yaymaya teşvik ettiği bir kuantum süreci olan uyarılmış emisyona dayalı olarak çalışır. Modern elektroniğin yapı taşları olan transistörler, yarı iletken malzemeler aracılığıyla elektron akışını kontrol etmek için kuantum mekaniğinden yararlanır. MRI makineleri, insan vücudunun ayrıntılı görüntülerini üretmek için manyetik alanlardaki atom çekirdeklerinin kuantum özelliklerini içeren nükleer manyetik rezonans ilkelerini kullanır.
Kuantum fiziğinde kullanılan araçlar, çeşitli karmaşık araçları ve teorik çerçeveleri kapsar. Karmaşık hesaplamalar gerçekleştirmek için kuantum bitleri veya kübitleri kullanan kuantum bilgisayarlar, kuantum fiziği araştırmalarında önemli bir araçtır. Diğer araçlar arasında atom altı parçacıkların yüksek enerjilerdeki davranışını araştıran parçacık hızlandırıcıları ve kuantum durumlarını anlamak için madde ile elektromanyetik radyasyonun etkileşimini analiz eden spektrometreler yer alıyor. Ek olarak kuantum simülasyonları ve algoritmalarına yönelik gelişmiş yazılım, teorik çalışmalara ve pratik uygulamalara yardımcı olur.
Kuantum teorisini kullanan elektronik cihazlar modern teknolojide yaygındır. Kuantum tünelleme, elektronların veri depolamak için yalıtkan bariyerlerden tünel açtığı flash bellek cihazlarında kritik bir prensiptir. Küçük yarı iletken parçacıklar olan kuantum noktaları, benzersiz optik özellikleri nedeniyle ileri görüntüleme teknolojilerinde ve tıbbi görüntülemede kullanılmaktadır. Ek olarak, kuantum bilgisayarlardaki süper iletken devreler, kuantum tutarlılığı ve dolaşıklığa dayalı olarak çalışarak benzeri görülmemiş bir hesaplama gücüne olanak tanır.
Kuantum fiziğine dayanan teknoloji, çeşitli ileri uygulamaların temelini oluşturur. İletişimi güvence altına almak için kuantum mekaniği ilkelerini kullanan kuantum kriptografisi, belirsizlik ilkesinden yararlanarak veri güvenliğini sağlar. Manyetik alanlar ve zaman gibi fiziksel niceliklerin hassas ölçümlerinde kullanılan kuantum sensörleri, kuantum süperpozisyonundan ve dolaşıklıktan yararlanır. Ayrıca kuantum hesaplama, üstün işlem gücü için kuantum mekaniğinin ilkelerini kullanarak, klasik bilgisayarlar için şu anda çözümü zor olan sorunları çözerek hesaplamada devrim yaratmayı amaçlamaktadır.
Kuantum cihazları, klasik cihazların başaramadığı işlevleri gerçekleştirmek için kuantum mekaniksel özelliklerden yararlanan özel sistemlerdir. Örnekler arasında kuantum süperpozisyon ve dolaşma yoluyla karmaşık hesaplamalar gerçekleştirmek için kübitleri kullanan kuantum bilgisayarları yer alıyor. Kuantum sensörleri, fiziksel nicelikleri son derece hassas bir şekilde ölçmek için kuantum etkilerinden yararlanır. Ek olarak, kuantum anahtar dağıtımında kullanılanlar gibi kuantum iletişim cihazları, kuantum dolaşıklık ve belirsizlik ilkelerinden yararlanarak son derece güvenli veri iletimi sağlar.