Κβαντικός υπολογιστής: Εισαγωγή στην Κβαντομηχανική  (μέρος α)

Κβαντικός υπολογιστής: Εισαγωγή στην Κβαντομηχανική (μέρος α)

Εισαγωγή στηv Κβαντοµηχανική βάσει της οποίας επινοήθηκε ο Κβαντικός Υπολογιστής: Η Φυσική είναι η επιστήµη που µελετάει τη δοµή της ύλης και τις αλληλεπιδράσεις της. Μπορούµε να τη χωρίσουµε σε δύο µεγάλες κατηγορίες:

  • την Κλασική Φυσική, που αναφέρεται στα ϕαινόµενα του µακρόκοσµου
  • και την Κβαντική Φυσική που αναφέρεται στο µικρόκοσµο.

Η πρώτη έχει ως ϐάση τη Νευτώνεια Μηχανική ενώ η δεύτερη τη Κβαντοµηχανική. Στη Νευτώνεια Μηχανική υπάρχουν µόνο τα σωµατίδια και οι τροχιές τους. Ο Ευκλείδειος χώρος τριών διαστάσεων και ο χρόνος είναι το σταθερό γήπεδο όπου κινούνται τα σωµατίδια και η κίνησή τους δεν επηρεάζει τα άλλα σωµατίδια. Η γνώµη που έχουµε για τον κόσµο ϐασίζεται σε τρεις παραδοχές:

  • Τα διάφορα αντικείµενα υπάρχουν ανεξάρτητα αν τα παρατηρούµε ή όχι.
  • Είναι λογικό να συνάγουµε γενικά συµπεράσµατα µετά από πολλές παρατηρήσεις ή πειράµατα.
  • Καµιά επίδραση δεν µπορεί να µεταδοθεί ταχύτερα από το ϕως.

Οι παραδοχές αυτές αποτελούν τη ϐάση της πραγµατικότητας και της τοπικότητας. Δηλαδή όταν δύο συστήµατα που αλληλεπιδρούν µεταξύ τους αποµακρυνθούν πάρα πολύ τότε διαχωρίζονται  και δεν υπάρχει καµία αλληλεπίδραση µεταξύ τους.

3-apples

Κβαντικός υπολογιστής:Εισαγωγή στην Κβαντομηχανική

Η δοµή της Κβαντοµηχανικής είναι αρκετά αφηρηµένη και δεν είναι εύκολο να την κατανοήσουµε όπως τη Νευτώνεια Μηχανική. Επιπλέον οι παραπάνω τρεις παραδοχές δεν ισχύουν στην Κβαντοµηχανική. Η δυσκολία µεγαλώνει επειδή όλες οι εµπειρίες που έχουµε προέρχονται από τις παρατηρήσεις των ϕαινοµένων της καθηµερινής ζωής ώστε τα κβαντικά ϕαινόµενα να ϐρίσκονται σε αντιδιαστολή µε την κοινή λογική.

%ce%b1%ce%b9%ce%bd%cf%83%cf%84%ce%b1%ce%b9%ce%bd
Ο όρος quantum προέρχεται από την αντίστοιχη λατινική λέξη που ερμηνεύεται ως το «ποσό» ή «η μικρή ποσότητα» και αναφέρεται σε ποσότητες ενός φυσικού μεγέθους οι οποίες παίρνουν διακριτές τιμές. Η κβαντική θεωρία αποτελεί βασικό συστατικό κάθε θεωρίας που έχει να κάνει με τον μικρόκοσμο και δίνει εξηγήσεις σε πληθώρα επιστημονικών πεδίων όπως χαρακτηριστικά, της κυματοσωματιδιακής δομής της ύλης, της κβάντωσης των φυσικών μεγεθών κ.λ.π. Η ανάπτυξη της κβαντομηχανικής έγινε ουσιαστικά σε δύο χρονικές περιόδους από την λεγόμενη περίοδο της παλαιάς κβαντικής θεωρίας (τέλη του 19ου αιώνα μέχρι το 1923) και από την τρίτη δεκαετία του 20ου αιώνα μέχρι σήμερα.

Το 1900 ο Max Planck (ο «πατέρας» της κβαντομηχανικής), διατύπωσε τον τύπο «Ε= hv» (v η συχνότητα και h η σταθερά του Planck) σύμφωνα με τον οποίο, ρίχνοντας φώς σε ένα μέλαν σώμα (σώμα που απορροφά όλο το φως) από αυτό εκπέμπεται ένα συγκεκριμένο ποσό ενέργειας. Ο James Clerk Maxwell, απέδειξε ότι το φώς είναι εγκάρσια ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Οι Tomas Young και Christian Huygens μέσα από πειραματικές εφαρμογές έδειξαν πως το φως έχει κυματική φύση με μορφή εγκάρσιων κυμάτων. Ο Albert Einstein διατύπωσε πως η διάδοση του φωτός πραγματοποιείται σε μικρά πακέτα ενέργειας τα οποία καλούνται φωτόνια ή κβάντα.

Κβαντικός υπολογιστής: Εισαγωγή στην Κβαντομηχανική (μέρος β)

Δες εδώ

Απάντηση

Αυτός ο ιστότοπος χρησιμοποιεί το Akismet για να μειώσει τα ανεπιθύμητα σχόλια. Μάθετε πώς υφίστανται επεξεργασία τα δεδομένα των σχολίων σας.