科学家使用量子理论的时间已经将近一个世纪了，但令人尴尬的是，他们仍然不知道它到底是什么意思。过去，在几次关于量子理论的会议上的非正式调查显示，科学家对量子理论该如何被诠释存在着很大分歧。一些物理学家只是耸耸肩然后说，我们必须接受量子力学就是一件奇怪的事这个事实。那么这就能说明粒子可以同时出现两个地方，或者在相距很远的位置上进行瞬时交流？算了吧，反正量子理论运作正常。
如果你想计算实验中所揭示出的亚原子、原子、分子和光的性质，量子力学总是惊人的成功。
但还有些科学家希望更深入的挖掘。他们想知道为什么量子力学有这样的形式，他们正通过一个野心勃勃的计划来找出答案。这个计划叫量子重建，试图从几个简单的原理出发，从零开始构建量子理论。如果这些努力最终成功，那么量子力学里所有的奇怪和混乱就可能会随之消散，我们也最终得以了解这个理论一直想要告诉我们的是什么。
香港大学的理论物理学家Giulio Chiribella说：“对我来说，终极目标是为了证明量子理论是能让我们用不完美的经验构建出一个世界的完美写照的唯一理论。”
没有人可以保证一定能成功，不能保证量子力学的核心就是某种质朴且简单的东西，而不是像现在那样，只是一个高深莫测的数学概念的集合。但即使量子重建计划不能实现，这些努力或许也能为我们指明一个同样诱人的目标：超越量子力学本身，通往更深层次的理论。加拿大的圆周理论物理学研究所的理论物理学家Lucien Hardy说：“我认为这可能有助于我们更接近量子引力理论。”
量子重建游戏的基本前提是通过一个关于驾驶员的笑话总结出来的，一个驾驶员在爱尔兰的乡村迷路了，便询问路人如何抵达都柏林。路人回答道：“我不会从这里开始。”可是，在量子力学中，“这里”是哪里？这个理论是起因于要尝试了解那些经典物理无法解释的现象，比如原子和分子是如何与光和其他辐射相互作用的。量子力学是经验出发的理论动机，而它的规则似乎与所观察到的规则相符。
它使用的数学公式几乎是在20世纪初由这个理论的先驱者们凭空创造出来的。
我们用薛定谔方程来计算量子粒子的概率属性。粒子由包含了所有我们可以得知的信息的“波函数”所描述。它基本上是个类似波的数学表达式，这反映了一个众所周知的事实，即量子粒子的行为有时像波一样。如果我们想知道在一个特定地点观测到粒子的可能性，那么只需计算波函数的平方，从中推断出你在那处观测到该粒子的几率。粗略地说，通过对波形函数应用相应的被称为“算符”的数学函数，我们可以得到测量其他可观测属性的概率。
一个量子物体用波函数Ψ(r, t)表示，在时间t，位置r探测到它的概率密度为波函数的绝对平方。但是这种所谓的计算概率的规则实际上只是德国物理学家Max Born的一种直觉上的猜测。薛定谔方程本身也是如此。它们并没有经过非常严格的推导。量子力学似乎在很大程度上是基于这样的任意规则而构成的，并且其中有一些规则特别晦涩难懂，例如与系统的可观测属性相对应的算符的数学特征。
这是一个非常复杂的框架，但它也是一个临时专设的拼凑，缺乏明显的物理解释或证明。
相较于爱因斯坦的狭义相对论的基本法则，它与量子力学一样具有革命性的意义。在爱因斯坦之前，有的只是一系列从运动观察者的角度来描述光的行为的散乱的方程式。爱因斯坦用两个简单而直观的原理驱散了这团数学迷雾：一个是光速是恒定的；另一个则是对于两个相对于彼此以恒定速度移动的观察者而言，物理定律总是相同的。
这些原理不仅简单，而且我们也能立即就看懂它们在物理意义。在量子力学中，与之类似的陈述是什么呢？杰出的物理学家John Wheeler曾经声称，如果我们真正理解量子理论的中心要点，我们则能够用一句任何人都能理解的简单句子来表达它。如果真的存在这样的一个陈述，一些量子重建主义者认为我们只能从零开始重新构建量子理论：通过拆除玻尔、海森堡和薛定谔所做的所有工作，重新开始。
2001年，Hardy就开始尝试进行量子重建，是最早为量子重建付诸努力的那批人之一，那时他还在牛津大学工作。他将所有我们熟悉的与量子力学有关的一切都忽略，如量子跃迁、波粒二重性和不确定性原理。相反，Hardy专注于研究概率：具体来说，是将系统所处的可能状态与测量中观测到每个状态的可能性相关联的概率。Hardy发现，仅凭这些孤立的支架就足以找回所有我们熟悉的量子理论。
Hardy假设任何系统都可以被描述成一系列属性及其可能的值。例如，在抛掷硬币的情况下，显着值可能就是它会是正面还是反面。接着，他考虑了在单次观测中测量这些值的可能性。你或许会认为，任何系统的任何不同态总是可以通过测量或观察来进行可靠地区分。这对于经典物理学中的物体来说的确如此。
但是，在量子力学中，粒子可以存在于不同的状态中，它不像抛硬币时非正即反的情况，而是处于一种所谓的叠加态，可粗略地理解成这些状态的一个组合。换句话说，量子比特不仅仅可以是二进制状态的0或1，而是这两者的叠加态。但是，如果你对该量子比特进行测量，那么就只会得到1或0的结果。这就是量子力学的谜之所在，这种情况被称为是波函数的坍缩：测量只能引发一个可能的结果。
换句话说，一个量子系统在波函数中编码的测量通常具有比在实验中可以观测到的更多的选择。Hardy的法则支配的可能的态与它们和测量结果间的关系确认了量子比特的这一属性。实质上，这些规则是关于系统会如何携带信息以及如何组合并转换的。随后，Hardy证明了最简单的描述这种系统的可行理论就是量子力学及所有与之相关的特征现象，如类波型干扰和纠缠，其中不同物体的性质具有相互依赖的关系。
Chiribella说：“在Hardy发表论文的2001年，是对量子重建的信心最热的'可行'阶段。它传递给我们的信息是，我们可以通过这样或那样的方法完成量子理论的重建。”更确切地说，它意味着量子理论的核心特征是它固有的概率性。
Chiribella说：“量子理论可被看作是一种广义的概率论，一种可以从物理学应用中分离出来的抽象事物。
”这种方法不涉及任何基础物理学，而只是考虑输出与输入的相关性：我们可以根据一个态的准备情况来测量它们，也就是所谓的从实践运作层面来看。物理系统是没有被特指的，在结果中不起任何作用。他补充说，这些广义的概率论是种“纯粹的语法”，它们将态与测量相关联，就像语言中将语法与单词类型相关，而不考虑单词的含义。换句话说，一旦我们将广义概率论从语义中剥开，它们就是物理理论的语法。
那么在量子重建中所有方法的总体思路就是首先将该理论的使用者指定给系统可执行的所有测量的每个可能结果的概率列出来。那么这个列表就是“系统的态”。唯一的其他成分是这些量子态可以相互转化，以及特定的输入能给定输出的概率。法国CEA Saclay研究所的物理学家Alexei Grinbaum表示，这种重建的操作方法“不会假定时空、或因果关系或任何东西，它只是这两种数据的一种区分。
”为了区分量子理论和广义概率论，我们需要的是对测量的概率和可能的结果加一些特定的约束。但这些约束并不是唯一的。所以很多可能的概率论看起来都像是量子理论。那么我们该如何选择正确的那一个呢？西班牙巴斯克大学的理论物理学家Matthias Kleinmann说：“我们可以寻找与量子理论很类似的概率论，但还需要它在一些具体方面有所不同。
如果你能找到具体选择量子力学的假说，就可以抛弃或削弱其中的一些，并从数学上计算出其他的理论会得到的结果是什么。”
这种超出对量子力学范畴的探索并不是什么学术涂鸦，因为量子力学本身很有可能就是一个更宏达理论的浅显版本。这种理论可能会在违背现有量子理论过程中浮现出来，就像当初量子物理从经典物理被违背中出现的那样。
一些研究人员怀疑，量子重建的公理最终将与信息有关：在于它能、和不能用来做什么。
其中一个基于信息公理的量子理论的推导是由Chiribella在2010年提出的，那时他仍在圆周理论物理研究所工作，和他一起发表这个论文的还有意大利帕维亚大学的Giacomo Mauro D’Ariano和Paolo Perinotti。
维也纳大学的理论物理学家Jacques Pienaar解释说：“笼统地讲，他们提出的原理阐述的是信息应该在时间和空间被定域化，系统应该能够相互编码信息，而且原则上讲每一个过程都应该是可逆的，所以信息守恒。”（相反，在不可逆过程中，信息通常会出现流失，正如当你删除硬盘驱动器上的文件一样）。
Pienaar认为，更重要在于这些公理是能够用普通的语言来解释的：“他们都直接关系到人类经验的要素，即真正的实验者在实验室中应该对这些系统做什么。而且所有这些公理看起来都很合理，所以很容易接受它们的真实性。”Chiribella和他合作者证实了受这些原理支配的系统，能显示出的所有我们熟悉的量子行为，如量子叠加和纠缠。