Kvantinis chaosas, netechninis terminas, yra mokslinis trumpinys, nurodantis chaoso teorijos naudojimą kvantinėms sistemoms paaiškinti. Chaoso teorija gali paaiškinti nelygumus, atsirandančius visose dinaminėse sistemose nuo makro iki mikro lygmens. Šie nelygumai apima palydovo apsisukimą aplink planetą arba nenuspėjamą elektrono padėtį atominiame lygmenyje. Kvantinės sistemos yra tos sistemos, kurios veikia molekuliniu lygmeniu. Apibendrinant šiuos apibrėžimus, kvantinis chaosas bando atsižvelgti į molekulinių sistemų nelygumus.
Ilgą laiką mokslininkai nebuvo tikri, ar egzistuoja kvantinis chaosas. Atomai buvo linkę demonstruoti nuspėjamus banginius energijos modelius. Atrodo, kad molekulinio lygio objektai neišreiškia ypatingo jautrumo pradinėms sąlygoms, tradiciniam fizinio chaoso apibrėžimui. Net kai kurias iškilusias problemas galima paaiškinti perturbacijų teorija, kuri leidžia nedidelius nukrypimus sistemoje, kuri pasižymi iš esmės taisyklingu elgesiu, kurį galima paaiškinti klasikine fizika.
Tačiau, kaip atrado kai kurie XX amžiaus fizikai, ne visi įvykiai, vykstantys molekuliniu lygiu, gali būti tinkamai paaiškinti ar numatyti naudojant klasikinius kvantinius modelius. Remiantis šiais modeliais, tokiems įvykiams, kaip dalelių judėjimas iš vienos vietos į kitą, reikės eksponentiškai augančių energijos kiekių, kurių būtų neįmanoma sukurti. Kadangi buvo pastebėta, kad dalelės juda nesukurdamos tų energijos lygių, mokslininkai turėjo sugalvoti kitokį reiškinio paaiškinimo būdą.
Vienas iš būdų, kurį mokslininkai paaiškino, buvo Rydbergo atomo tyrimas. Rydbergo atomai yra daug energijos turintys atomai, pasižymintys chaotišku elgesiu, kurį galima paaiškinti klasikine fizika. Šių atomų tyrimas parodė, kad sistemos, kuriose dalyvauja kvantinis chaosas, turi labai koreliuojančius energijos lygius. Dalelių energijos lygiai nėra pasiskirstę atsitiktinai, kaip klasikinėse molekulėse. Vieno posistemio įvykiai yra neatsiejamai susiję su kito posistemio įvykiais. Dėl to energijos spektras gali būti naudojamas bent iš dalies paaiškinti šių dalelių elgesį.
Kitas metodas buvo pažvelgti į situacijas, kuriose klasikinė fizika galėjo paaiškinti didelių sistemų nelygumus. Mechanika, susijusi su svyravimu Mėnulio orbitoje aplink Žemę dėl saulės gravitacinės traukos, buvo panaudota kuriant statistinius matavimus, kurie padėjo paaiškinti ir numatyti mažos energijos dalelių elgesį. Nors klasikiniai fizikos modeliai negali tinkamai paaiškinti šių chaotiškų molekulinių sistemų elgesio, įdomu tai, kad kvantinis chaosas naudoja tuos modelius kaip paleidimo tašką kuriant naujus modelius, padedančius geriau suprasti šias sistemas.