Igaz-e az, hogy egy fényrészecske két helyen is lehet egyszerre? Képes-e egy atom valóságosan egyidejűleg két különböző úton végigmenni? Megállhat-e az idő? Ebben a lebilincselő érdekes könyvben John Gribbin, a népszerű ismeretterjesztő író a kvantumvilág rejtelmeit veszi szemügyre. A címben szereplő "kiscicák" Schrödinger híresen határozatlan macskájának a kölykei. A szerző gondolatban elviszi őket a Világegyetem átellenes végeire - kalandjaikon keresztül teszi szemléletessé a modern kvantumtechnika zavarba ejtő paradoxonait. Gribbin elkalauzolja az olvasót az új tudományterület meghökkentő lehetőségeinek világába, így például megismerkedhetünk a feltörhetetlen "kvantumkóddal" és a Star Trek típusú teleportációs géppel. Gribbin elkalauzolja az olvasót az új tudományterület meghökkentő lehetőségeinek világába, így például megismerkedhetünk a feltörhetetlen "kvantumkóddal" és a Star Trek típusú teleportációs géppel.
Igaz-e az, hogy egy fényrészecske két helyen is lehet egyszerre? Képes-e egy atom valóságosan egyidejűleg két különböző úton végigmenni? Megállhat-e az idő? Ebben a lebilincselő érdekes könyvben John Gribbin, a népszerű ismeretterjesztő író a kvantumvilág rejtelmeit veszi szemügyre. A címben szereplő "kiscicák" Schrödinger híresen határozatlan macskájának a kölykei. A szerző gondolatban elviszi őket a Világegyetem átellenes végeire - kalandjaikon keresztül teszi szemléletessé a modern kvantumtechnika zavarba ejtő paradoxonait. Gribbin elkalauzolja az olvasót az új tudományterület meghökkentő lehetőségeinek világába, így például megismerkedhetünk a feltörhetetlen "kvantumkóddal" és a Star Trek típusú teleportációs géppel. Gribbin elkalauzolja az olvasót az új tudományterület meghökkentő lehetőségeinek világába, így például megismerkedhetünk a feltörhetetlen "kvantumkóddal" és a Star Trek típusú teleportációs géppel.
A közelmúltban a kvantumszámítógépek jelentős érdeklődést váltottak ki, ami nem csak potenciális technológiai jelentőségét tükrözi, de komoly kihívást is jelent fizikai megvalósítása. Egy kvantumszámítógép megépítésének nehézsége abban rejlik, hogy olyan fizikai rendszert találjunk, amely rendelkezik a informatikai számításokhoz szükséges nemlineáris kölcsönhatásokkal, és ezzel egyidejűleg vezérelhető is, de nem kapcsolódik olyan erősen a környezethez, hogy a kvantumkoherencia gyorsan elvesszen. Ezért dolgozatom első részében áttekintem egy kvantum-Turing gép főbb részeit és tulajdonságait. A mágneses magrezonancia (NMR) spektroszkópia sokáig vezető szerepet játszott abban, hogy kis méretben viszonylag egyszerű eszköze legyen a technológia demonstrálásának. A Bell-egyenlőtlenségek által leírt két kvantumos rendszer létrehozásával, egyszerű kvantum logikai áramkörök és logikai kapuk kialakításával és effektív tiszta állapotok megvalósításával olyan kísérletek hajthatóak végre, amelyekkel a kvantumösszefonódás és ennek hatása vizsgálható. Ezeknek a kísérleteknek a szimulálásával a kvantummechanika jobban megérthető és segítik az elméleti hátteret mélyebben megismerni. Így a második felében a dolgozatomnak ezeknek a technikáknak a sajátosságait vettem át.
A magyar törvénykezésben megjelentek azok a rendeletek, amelyek ráerősítenek arra, hogy gyorsan közeledünk a kvantumszámítógépek korszakához. A teljesen újszerű elveken működő kvantumszámítógépek korábban nem megoldható problémákra hatékony és gyors megoldásokat ígérnek. Az új típusú gépek megjelenése várhatóan nem csak az informatika, a gazdaság és a különféle tudományok területén hoz nagy változásokat, hanem valószínűsíthetően a mindennapi életünkre is erősen hatással lesz. Szükségét érezzük, hogy az oktatási szféra is kövesse a kvantumtechnológia megjelenését, hogy ne érje váratlanul a jövő szakembereit. A tanulmányban szóba kerülnek a témával kapcsolatos jogszabályok, az érintett szakterületek és a kvantuminformatikában rejlő lehetőségek és veszélyek. Továbbá írunk arról, hogy milyen tapasztalatok vannak eddig a kvantuminformatika tanításának gyakorlatában.
A kvantummechanika "no go" tételei nem kevesebbet állítanak, mint hogy a világot a vak véletlen uralja. Ha hinni lehet ezeknek a tételeknek, akkor itt egy több mint két évezredes metafizikai kérdésre kapunk választ, amely bármikor megismételhető fizikai kísérletekben nyert megfigyeléseken nyugszik. Mik is ezek a kísérletek pontosan? S hihetünk-e a kvantummechanika "no go" tételeinek? Vagy inkább kell hinnünk azoknak, akik a relativitáselméletből ezzel ellentétes konklúziót vezetnek le, s a világ teljesen determinált? Egyáltalán, mit jelent az, hogy determinált? Hogy függ össze mindez az idő természetével vagy az okság fogalmával? Mi a véletlen? A könyv ilyen és hasonló kérdésekre ad választ.
A kvantumfizika napjaink egyik legfontosabb tudományterülete, amely meglepő részleteivel alapjaiban változtatta meg a fizikai világképünket. Ez a cikk betekintést nyújt a kvantumfizika történelmi fejlődésébe, ennek nyomán kialakult alapelveibe és modern alkalmazásaiba. Bemutatjuk, hogy milyen megfigyelések és kísérletek vezettek a kvantumelmélet kialakulásához, valamint hogyan próbálta mindezt interpretálni a tudományos közösség. Olyan részleteket is tárgyalunk, mint a részecskék hullámtermészete és az összefonódás, az olvasó elé tárva ezek filozófiai következményeit. Végül kitérünk a kvantumfizika hétköznapi alkalmazásaira is, mint például a kvantumszámítógépek, napelemek és orvosi diagnosztikai eszközök, amelyek mind a kvantumelmélet alapelveire épülnek.
AbsztraktEgyre gyakrabban hallunk kvantumtechnológiákról, kvantumszámítógépekről, kvantumfölényről, a biztonságos kommunikáció hagyományos megoldásait fenyegető kvantumalgoritmusokról, a szuper-számítástechnikát forradalmasító kvantumgyorsítókról.Hol tart ez a nem is annyira új de gyorsan fejlődő és mostanában egyre nagyobb figyelmet vonzó technológia?Mire képes már és mire még nem?Mit várhatunk tőle a belátható jövőben?Felváltja-e a jól ismert, hagyományos, neumanni elvekre épülő informatikai eszközeinket és módszereinket, vagy ez egyelőre nem valószínű?Érdemes-e ismerkednünk vele, és ha igen, ezt hol kezdjük?Ezekre az izgalmas kérdésekre keresünk válaszokat, érveket és ellenérveket ebben a rövid összefoglalásban.
A kvantum jelenségről még Max Planck, német fizikus állított fel hipotézist 1900-ben, azonban a jelenség igazolására hosszú évtizedekre volt szükség. Az 1980-as években a kvantumtechnika számításokra való felfedezése indította el a kvantum-számítógépek megépítését. A kvantumtechnológiákban rejlő lehetőségek példátlanok"," fizikai, kémiai és biológiai kísérletek szimulálhatók, logisztikai és pénzügyi folyamatok optimalizálhatók, biztonságos és gyorsabb kommunikációt ígérnek. A nagytömegű adatfeldolgozás gyorsasága, komplexitása, titkosságának megőrzése olyan előre látható előnyök, amelyek miatt a jogalkalmazásban is szükséges lesz a kvantumszámítógépek alkalmazása. A tanulmány számba veszi, hogy melyik jogágban milyen lehetőségei vannak a kvantumszámítógépeknek, külön kiemelve a honvédelmet, ahol a kvantumszámítógépek a modern fegyvereket segítő eszközei.