量子理论已走过百年历程，尽管在解释诸多现象上表现出色，如激光、希格斯玻色子等，但物理学家对其原理仍存困惑。
从经典力学到量子力学的变革：自牛顿提出经典力学，物理学理论遵循特定模式，通过系统“状态”及运动方程描述其演化。然而，量子力学的出现打破了这一模式。经典范式下，测量是验证实在量的手段，而量子力学中，测量前粒子的位置和动量通常不“存在”，海森堡不确定性原理便体现了这一区别。量子理论采用波函数描述系统状态，波函数与可观察量的关系由玻恩给出解释，即通过计算波函数平方确定测量结果的概率，这颠覆了传统的确定性宇宙观。
量子纠缠带来的挑战：爱因斯坦、薛定谔等对新量子共识不满，他们关注局域性和实在论。爱因斯坦在EPR论文中基于量子纠缠对量子力学的完备性提出质疑。量子纠缠使粒子相互关联，即使相距遥远，一个粒子的测量结果也可能影响另一个。这看似违背狭义相对论，虽无法用于远距离通信，但反映了量子理论与相对论时空观的矛盾。
对量子理论的不同诠释探索：为解决这一矛盾，出现了多种诠释。认识论诠释如哥本哈根诠释、量子贝叶斯主义和关系量子力学，强调量子状态与观察者、测量过程的关联，虽消除了超光速影响的担忧，但回避了现实本质问题。本体论方法则接受量子状态代表部分现实，众多本体论模型如导波模型、多世界诠释、客观坍缩模型等，试图调和波函数与观察的关系。不过，目前各方法尚未达成一致，客观坍缩模型有明确实验后果但未获证据，导波和埃弗雷特方法难以通过实验区分。
量子场论与时空弯曲的难题：相对论量子场论是量子力学的重大成功，以量子场为基础，解释了众多粒子现象。但量子场论存在计算无限大、“自然性”问题，且构建量子引力理论和融入弯曲时空困难重重。尽管如此，量子理论在诸多技术领域已得到应用，如量子化学、计量学、传感技术和量子计算等。技术进步有望推动量子力学基础理论的完善。
