شیمی کوانتوم یک ابزار بسیار قدرتمند برای مطالعه خواص مولکول ها و واکنش آن ها است. این مبحث یکی از پویاترین زمینه های شیمی معاصر است که پایه ای محکم برای تمام زمینه های شیمی فراهم می کند. شیمی کوانتومی، مکانیک کوانتومی مولکولی نیز نامیده می شود و شاخه ای از شیمی است که بر کاربرد مکانیک کوانتوم در سیستم های شیمیایی متمرکز است. درک ساختار الکترونیکی و دینامیک مولکولی با استفاده از معادلات شرودینگر مباحث اصلی در شیمی کوانتوم است.در محاسبات، مطالعات شیمیایی کوانتوم همچنین از روش های نیمه آزمایشی و روش های دیگر مبتنی بر اصول مکانیک کوانتوم استفاده می کند و به مشکلات وابسته به زمان می پردازد. اهداف اصلی شیمی کوانتوم شامل افزایش دقت نتایج برای سیستم های کوچک مولکولی و افزایش اندازه مولکول های بزرگ قابل پردازش است که با توجه به ملاحظات اندازه گیری محدود می شود و زمان محاسبه به عنوان توان تعداد اتم ها افزایش می یابد. شیمی کوانتوم تلاش می کند تا خصوصیات شیمیایی و فیزیکی مولکول ها و مواد را به دقت پیش بینی کند، که برای بسیاری از زمینه های علوم و مهندسی مفید است. پیش بینی خواص شیمیایی با استفاده از رویکرد اصول اولیه در مقیاس اتمی یک چالش نظری و محاسباتی است.
کاربرد شیمی کوانتوم در ساخت قطعات
ترانزیستورها: در این قطعه پردازشگر اطلاعات، از خاصیت دوگانگی موجی-ذره ای الکترون به منظور قرار دادن فلز بین حالت رسانا و نارسانا استفاده می شود.
جی پی اس: اساس کار جی پی اس بر مفاهیم کوانتوم قرار دارد.
فلش مموری: استفاده از مفهوم تونل زنی کوانتومی که بر مبنای آن الکترون از لایه نارسانا عبور می کند. وقتی شما فلش خود را پاک می کنید از این خاصیت استفاده می کنید.
میکروسکوپ: استفاده از این مفاهیم در ساخت میکروسکوپ های مخصوصی که به منظور مشاهده اتم ها ساخته شدند.