ของไหลควอนตัมหมายถึง ระบบใดๆ ที่แสดงปรากฏการณ์ทางกลศาสตร์ควอนตัมในระดับมหภาค เช่นของไหลยิ่งยวดตัวนำยิ่งยวดอะตอมเย็นยิ่งยวดเป็นต้นโดยทั่วไป ของไหลควอนตัมจะเกิดขึ้นในสถานการณ์ที่ทั้งปรากฏการณ์ทางกลศาสตร์ควอนตัมและปรากฏการณ์ทางสถิติควอนตัมมีความสำคัญ

สสารส่วนใหญ่จะอยู่ในสถานะของแข็งหรือก๊าซ (ที่ความหนาแน่นต่ำ) ใกล้ศูนย์สัมบูรณ์อย่างไรก็ตาม สำหรับฮีเลียม-4และไอโซโทปของมันคือฮีเลียม-3นั้น มีช่วงความดันหนึ่งที่พวกมันสามารถคงสถานะเป็นของเหลวได้จนถึงศูนย์สัมบูรณ์ เนื่องจากความยาวคลื่นของการผันผวนควอนตัมที่อะตอมของฮีเลียมประสบนั้นมีขนาดใหญ่กว่าระยะห่างระหว่างอะตอม

ในกรณีของของไหลควอนตัมที่เป็นของแข็ง มีเพียงส่วนน้อยของอิเล็กตรอนหรือโปรตอนเท่านั้นที่แสดงพฤติกรรมเหมือน "ของไหล" ตัวอย่างที่โดดเด่นอย่างหนึ่งคือสภาพนำยิ่งยวด ซึ่งอนุภาคเสมือนที่ประกอบด้วยอิเล็กตรอนคู่หนึ่งและโฟนอนหนึ่งตัว ทำหน้าที่เหมือนโบซอน จากนั้นจึงสามารถยุบตัวลงสู่สถานะพื้นฐานเพื่อสร้างกระแสยิ่งยวดที่มีความต้านทานใกล้ศูนย์

ปรากฏการณ์ทางกลศาสตร์ควอนตัมจะมีความสำคัญต่อฟิสิกส์ในช่วงความยาวคลื่นเดอ บรอยล์สำหรับสสารควบแน่น นี่คือช่วงที่ความยาวคลื่นเดอ บรอยล์ของอนุภาคมีค่ามากกว่าระยะห่างระหว่างอนุภาคในโครงสร้างผลึกที่ประกอบขึ้นเป็นสสารนั้น ความยาวคลื่นเดอ บรอยล์ที่เกี่ยวข้องกับอนุภาคที่มีมวลคือ

${\displaystyle \lambda ={\frac {h}{p}}}$

โดยที่ h คือค่าคงที่ของพลังค์ โมเมนตัมสามารถหาได้จากทฤษฎีจลน์ของแก๊สโดยที่

${\displaystyle p=mv_{p}=m{\sqrt {2{\frac {k_{B}T}{m}}}}={\sqrt {2mk_{B}T}}}$

สามารถหาอุณหภูมิได้ที่นี่

${\displaystyle k_{B}T={\frac {p^{2}}{2m}}}$

แน่นอน เราสามารถแทนที่โมเมนตัมในที่นี้ด้วยโมเมนตัมที่ได้จากความยาวคลื่นเดอ บรอยล์ได้ดังนี้:

${\displaystyle k_{B}T={\frac {h^{2}}{2m\lambda ^{2}}}}$

ดังนั้น เราจึงกล่าวได้ว่าของไหลควอนตัมจะปรากฏขึ้นในช่วงอุณหภูมิโดยประมาณที่โดยที่ d คือระยะห่างระหว่างแลตติส (หรือระยะห่างระหว่างอนุภาค) ในทางคณิตศาสตร์ สามารถเขียนได้ดังนี้: ${\displaystyle \lambda >d}$

${\displaystyle k_{B}T={\frac {h^{2}}{2m\lambda ^{2}}}<{\frac {h^{2}}{2md^{2}}}}$

เราสามารถเห็นได้อย่างง่ายดายว่าคำจำกัดความข้างต้นเกี่ยวข้องกับความหนาแน่นของอนุภาค n อย่างไร เราสามารถเขียนได้ว่า

${\displaystyle k_{B}T<{\frac {h^{2}}{2m}}n^{\frac {2}{3}}}$

สำหรับโครงสร้างตาข่ายสามมิติ ${\displaystyle n={\frac {1}{d^{3}}}}$

ขีดจำกัดอุณหภูมิข้างต้นมีความหมายแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับสถิติควอนตัมที่แต่ละระบบใช้ แต่โดยทั่วไปหมายถึงจุดที่ระบบแสดงคุณสมบัติของของไหลควอนตัม สำหรับระบบของเฟอร์มิออนเป็นการประมาณค่าพลังงานเฟอร์มิของระบบ ซึ่งเป็นจุดที่กระบวนการสำคัญต่อปรากฏการณ์ต่างๆ เช่น สภาพนำยิ่งยวดเกิดขึ้น สำหรับโบซอนเป็นการประมาณค่าอุณหภูมิการควบแน่นของโบส-ไอน์สไตน์ ${\displaystyle T}$${\displaystyle T}$${\displaystyle T}$

• สารควบแน่นโบส-ไอน์สไตน์
• ตัวนำยิ่งยวด
• สภาพของไหลยิ่งยวด
• ของไหลคลาสสิก
• ฮีเลียมเหลว
• ของเหลวเฟอร์มิ
• น้ำยา Luttinger
• ของเหลวสปินควอนตัม
• ปรากฏการณ์ควอนตัมระดับมหภาค
• ลำดับเชิงทอพอโลยี