Seorang fisikawan kuantum mempelajari hukum fisika yang mengatur objek atom dan sub-atom. Fisikawan ini telah melakukan sejumlah eksperimen terobosan yang telah merevolusi pemahaman kita tentang perilaku dan sifat materi itu sendiri. Sementara penelitian dan eksperimen adalah inti dari pekerjaan fisikawan kuantum, posisinya sering kali melibatkan afiliasi dengan perguruan tinggi atau universitas, dan afiliasi itu mungkin mengharuskan fisikawan untuk mengajar kelas juga. Selain itu, fisikawan kuantum sering kali harus terlibat dalam permohonan hibah dan berpartisipasi dalam proses penerbitan, termasuk menulis makalah dan mereview penelitian fisikawan lain.
Mekanika kuantum melibatkan pergerakan dan perilaku partikel sub-atom dan objek lainnya. Ini menjadi bidang penyelidikan ilmiah yang mapan di abad ke-20 dengan penemuan bahwa partikel elementer tidak berperilaku sesuai dengan hukum Newton, yang menggambarkan perilaku objek yang lebih besar. Objek atom dan sub-atom berperilaku dengan cara yang sangat tidak terduga dan probabilistik. Perilaku ini sangat kontras dengan perilaku objek besar, seperti kendaraan atau bahkan planet. Seorang fisikawan kuantum mempelajari probabilitas yang menggambarkan perilaku sub-atom.
Eksperimen dalam mekanika kuantum, yang menghabiskan banyak waktu fisikawan kuantum, bisa sangat sulit. Misalnya, kurungan warna, adalah fenomena yang terjadi di tingkat sub-atom. Hadron terdiri dari quark, unit dasar materi, dan setiap quark memperoleh “warna” tertentu yang menunjukkan muatan medannya ketika diamati. Salah satu eksperimen paling awal dalam mekanika kuantum mengungkapkan bahwa quark dan pasangannya di hadron memiliki “warna” yang sama tidak peduli seberapa jauh jarak partikel yang terpisah satu sama lain. Ini memperumit upaya apa pun untuk mengamati partikel tersebut secara langsung.
Untuk fisikawan kuantum, banyak penelitian dan studi melibatkan hipotesis yang berasal dari kerangka logis, matematis, atau referensial. Seperti halnya eksperimen fisik, sebagian besar penelitian teoretis dilakukan oleh tim fisikawan dan matematikawan. Sangat jarang bagi seorang fisikawan kuantum untuk bekerja secara mandiri.
Fisikawan kuantum menerbitkan secara teratur dalam jurnal ilmiah yang berfokus pada bidang khusus mereka. Banyak universitas akan mempekerjakan fisikawan yang diterbitkan dengan baik untuk melakukan penelitian dalam program universitas dan untuk mengajar mahasiswa dalam kursus sarjana atau pascasarjana. Struktur universitas mungkin juga mengharuskan fisikawan untuk melamar dan mendapatkan uang hibah penelitian dari lembaga pemerintah atau dari sumbangan pribadi dan untuk melanjutkan penerbitan di bidang fisika kuantum.