宏觀量子效應指的是我們可以在宏觀尺度上透過某種手段測量到的量子理論所導致的效應。其實如果我們可以知道其中的物理的話，宏觀量子效應其實是有很多的。

1. 超導現象：強關聯電子導致的宏觀量子效應

超導很多人都知道，其實超導就可以算是一種宏觀的量子效應。超導體在處於超導狀態時有兩個特徵效應：即零電阻效應和完全抗磁性。最簡單的驗證超導體的方法就是測量它的電阻溫度曲線：在某個溫度以下，超導體由正常態轉為超導態時，它的電阻會變為零。

圖1. 超導體的電阻溫度曲線（綠色）和比熱溫度曲線（藍色）

2. 鐳射：受激電子的單頻光輻射

鐳射的英文名叫Laser，它是一個縮略詞，全稱是light amplification by stimulated emission of radiation，即受激輻射的光放大。鐳射其實就是利用發光物質內部的激發態電子產生能級躍遷發射出單頻光子產生的。因此鐳射也可以算是一種量子效應導致的宏觀現象。

圖2. 鐳射的基本原理

3. 超流

He-4的液化溫度是4.2開爾文，當繼續降低溫度到2.17開爾文左右（這一點可以透過壓縮製冷來達到，類似於冰箱的製冷原理）時，氦-4會轉變到超流態。超流態的氦-4就是一種量子狀態。當氦-4處於超流態時會發生很多神奇的現象。有一種可觀測的現象就是超流氦-4的爬升現象。

圖3. 超流態氦-4的爬升現象

只要氦-4是處於超流態的，它就會像薄膜一樣爬上杯子的壁，然後掉落在外面，這樣一滴一滴爬出來，直到杯子變空。

量子效應不僅限於原子尺度，有幾個宏觀量子行為的例子。量子物理學將物質和能量描述為量子波函式，它們有時像波一樣起作用，有時像粒子一樣起作用，但實際上不僅僅是波或粒子，還更復雜。

實際上，宇宙中的每個物體（從原子到恆星）都根據量子物理學進行運作。在許多情況下，例如投擲棒球時，量子物理學的結果與經典物理學相同。在這種情況下，我們使用經典物理學而不是量子物理學，因為數學更容易並且原理更直觀。量子物理學定律仍然在投擲的棒球中起作用，但是它們的作用並不明顯，因此我們說該系統是非量子的。

“量子效應”是不能透過經典物理學正確預測，而是透過量子理論正確預測的效應。經典物理學將物質描述為由微小固體粒子組成的物質。因此，每當我們讓這些物質碎片像波一樣運動時，我們都展示出量子效應。（經典波如聲音和海浪不算作量子波，因為它們只是一個運動波，其物質碎片沒有波的行為。要成為量子效應，粒子本身必須像波一樣運動。）

雖然量子效應並不嚴格限於原子尺度，但在原子尺度上它們當然更為常見。為什麼是這樣？讓我們看看問題。為了產生量子效應，我們必須讓物質起波的作用。要成為宏觀量子效應，我們必須獲得許多物質，以一種有組織的方式像波一樣起作用。如果所有的物質位元都以隨機的、不相交的方式像波一樣起作用，那麼它們的波將發生干擾並在宏觀尺度上平均為零。

在物理學中，我們將有組織的波狀行為稱為“相干性”。物質位元的波狀性質排列得越多，物體的整體越連貫。而且，物件越緊密，整體上的作用就越像波。粗略的類比，考慮一群在游泳池裡嬉戲的孩子。如果孩子們都在做自己的事情，那麼他們飛濺時產生的水浪將是隨機的。一堆隨機的水波加起來大約為零。該系統是非相干的，除非仔細觀察，否則水波不明顯。

現在，如果孩子們排成一列，並且每兩秒鐘都在同一時刻濺水，他們所有的小浪加起來就變成了一大浪。這個系統是連貫的，水池中的水波很明顯。游泳池只是一個比喻，水波的作用類似於少量固體顆粒的波，因此是經典的而不是量子的。為了像量子波一樣起作用，物質的位不僅必須使其運動對齊，而且還必須使其量子波性質對齊。

這裡的關鍵是，只要各個部分隨機執行，就不可能實現大規模的相干狀態。只有一種可能的方式來使部件系統以協調的方式執行，而還有更多的方式可以使系統以不協調的方式執行。因此，協調的行為比不協調的行為更不可能發生，儘管並非不可能。 例如，如果您擲出5個傳統骰子，則有六種方法可以在一輪中獲得所有相同的數字。相反，有成千上萬的方法來使所有數字不相同。讓骰子顯示相同的數字是不可能的，但並非不可能。以類似的方式，宏觀尺度上的量子相干是不可能的，但並非不可能。如果物質的各個位的量子波性質可以排列成相干狀態，那麼量子效應將在宏觀尺度上變得明顯。以下是宏觀量子效應的一些示例。

超導，當導電材料充分冷卻時，其導電電子會散佈成大規模的相干波態。這些相干波態能夠流過雜質和原子而不會受到干擾，因此會形成電阻為零的材料。超導導致有趣的宏觀效應，例如量子懸浮（邁斯納效應）。超流動性， 當某些材料充分冷卻後，它們的原子會擴散成能抵抗表面張力的相干波態，使材料像粘度為零的液體一樣流動。玻色愛因斯坦冷凝物，當某些材料充分冷卻後，它們的原子就會完全散佈成一個巨大的相干波態。以這種方式凝結的宏觀物質像波一樣起作用，並表現出諸如干涉之類的波特性。

鐳射通常被稱為宏觀量子效應 ，但是，經典的麥克斯韋方程式成功地解釋了諸如鐳射之類的相干光，因此它不是量子效應。但是，產生鐳射的方式卻不一樣，透過受激發射和離散能級之間的轉換是量子效應。不過，鐳射中的受激發射是原子級的效應，因此沒有列入我們的宏觀量子效應清單。

同樣，有許多原子級量子效應可導致在宏觀尺度上可觀察到的結果，例如使現代計算機成為可能的量子效應，這些影響實際上並不是在宏觀範圍內發生的。相反，這些影響發生在原子尺度上，然後將影響的結果放大到宏觀水平。

宏觀上就是量子效應的疊加，疊加之後就變成了宏觀事物的運動了，量子效應只針對亞原子粒子而言。好比布朗運動的疊加就是流體的運動，布朗運動專指微觀，疊加之後就是宏觀運動。