Последовательная квантовая теория взаимодействия электромагнитного поля с веществом была построена в 1927 г. П. Дираком. В интерпретации Дирака величины, квадратично зависящие от амплитуды электромагнитной волны, определяют вероятность того, что фотон попадает в определенную точку пространства. Тем самым была установлена двойственная природа света - соответствие между квантовым и волновым представлением при описании дифракции фотонов состоит в том, что фотон имеет наибольшую вероятность попасть в ту точку экрана, где находится самый яркий участок дифракционной картины.

Свою современную форму эта теория приобрела в середине 50 -х годов в работах Фейнмана, Швингера, Томонаги и др.