Квантовые фазы — это квантовые состояния материи при нулевой температуре. Даже при нулевой температуре квантово-механическая система имеет квантовые флуктуации и, следовательно, может поддерживать фазовые переходы. При изменении физического параметра квантовые флуктуации могут приводить к фазовому переходу в другую фазу материи. Примером канонического квантового фазового перехода является хорошо изученный переход сверхпроводник-изолятор в неупорядоченных тонких пленках, который разделяет две квантовые фазы, имеющие разные симметрии. Квантовые магниты представляют собой еще один пример КПТ. Открытие новых квантовых фаз — это занятие многих ученых. Эти фазы материи демонстрируют свойства и симметрии, которые потенциально могут быть использованы в технологических целях и на благо человечества.
Разница между этими состояниями и классическими состояниями материи заключается в том, что классически материалы демонстрируют различные фазы, которые в конечном итоге зависят от изменения температуры и/или плотности или некоторых других макроскопических свойств материала, тогда как квантовые фазы могут изменяться в ответ на изменение другого типа параметра порядка (который вместо этого является параметром в гамильтониане системы , в отличие от классического случая) системы при нулевой температуре — температура не должна меняться. Параметр порядка играет роль в квантовых фазах, аналогичную его роли в классических фазах. Некоторые квантовые фазы являются результатом суперпозиции многих других квантовых фаз.