Moderne Anwendungen der Quantenmechanik. Vom Quanten-Computer bis zur Quanten-Teleportation

GRIN Verlag
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Studienarbeit aus dem Jahr 2011 im Fachbereich Physik - Quantenphysik, Note: 1,3, , Sprache: Deutsch, Abstract: Die Quantentheorie ist heute eine der empirisch am wohl besten bestätigten Theorien der Physik. Am CERN wird in der heutigen Zeit an jeder Art von atomaren und subatomaren Prozessen geforscht und die Arbeit von Planck und Schrödinger fortgeführt. Doch nicht nur vergangene Forschungen und Entwicklungen prägen den heutigen Wissenstand der Quantenphysik. Auch heutzutage noch ist die Quantenphysik ein wissenschaftlicher Bereich von großer Aktualität, der durch zahlreiche Neuentdeckungen stetig erweitert wird. Vor allem die Erforschung des Quanten-Computers und der Quanten-Teleportation definieren dabei die mitunter interessantesten Bereiche der modernen Forschung. In den folgenden Kapiteln sollen eben diese Bereiche der Quantenmechanik in ihren Einzelheiten beleuchtet werden. Ziel dieser Ausführung ist es, einen näheren Einblick in die moderne Forschung und ihre Anwendungsgebiete in unseren heutigen Zeit zu geben.
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Additional Information

Publisher
GRIN Verlag
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Published on
Apr 21, 2016
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Pages
19
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ISBN
9783668201965
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Best For
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Language
German
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Genres
Science / Physics / Atomic & Molecular
Science / Physics / Quantum Theory
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Nicolas Gisin
Die Quantenphysik bietet eine Beschreibung der Welt auf kleinsten Skalen und macht dazu seltsame Aussagen, die unser Verständnis der Welt und ihrer Logik ernsthaft herausfordern. Besonders schwierig zu erklären ist das Phänomen der Verschränkung, das in den vergangenen 30 Jahren intensiv erforscht worden ist. Verschränkte Teilchen scheinen sich zufällig zu verhalten, aber dennoch über weite Distanzen hinweg voneinander zu wissen, sodass ihr Verhalten korreliert ist.

Diese erstaunliche "Nichtlokalität" ist mehr als nur eine abstrakte Seltsamkeit oder ein Paradoxon: sie findet ganz pragmatische Anwendungen in der Kryptographie, die wiederum verwendet werden kann, um sensible Informationen zu kodieren. Durch Verschränkung wird auch "Quantenteleportation" möglich, deren unermessliche Möglichkeiten selbst von Science-Fiction Autoren nur erahnt werden kann.

Das vorliegende Buch wagt sich an die tiefen logischen Schwierigkeiten der Quantenmechanik heran und bietet dem Leser dabei das Rüstzeug, diese zu begreifen und zu bewundern. Von "Bell's Theorem" bis zu Experimenten der Quantenverschränkung gewinnt der Leser so ein solides Verständnis von einem der faszinierendsten Gebiete der modernen Physik.

Der Autor

Nicolas Gisin ist Direktor des Instituts für Angewandte Physik an der Universität Genf und Mitbegründer der Technologiegesellschaft ID Quantique. Er ist international bekannt für seine Arbeit im Bereich der Kryptografie und der Quanten-Informationstheorie. Darüber hinaus ist er Herausgeber der Reihe "Quantum Science and Technology".

2009 erhielt er den ersten John S. Bell Preis für die Demonstration langreichweitiger Verschränkungen und Quantenteleportationen sowie für seine zahlreichen Beiträge zu den Bellschen Ungleichungen.

Jan-Markus Schwindt
"Tutorium Quantenmechanik" ist ein Buch, geschrieben von einem erfahrenen Tutor für alle, die endlich einmal von der Pike auf die Physik und Mathematik der Quantenmechanik verstehen wollen. Das Buch behandelt den Stoff der entsprechenden Kursvorlesung im Rahmen der Theoretischen Physik.
Der Schwerpunkt liegt in diesem Buch auf den allgemeinen Postulaten der Quantenmechanik und der Klärung der Grundbegriffe: Was genau ist eigentlich ein Hilbertraum? Was ist ein hermitescher Operator? Ein Tensorprodukt? Ein verschränkter Zustand? Inwiefern sind Wellenfunktionen Vektoren? Die Postulate werfen bis heute auch viele Fragen hinsichtlich ihrer Interpretation auf. Darauf wird in einem gesonderten Kapitel eingegangen.


Die Struktur des 'Tutorium Quantenmechanik' ist axiomatisch-deduktiv: das heißt, dass jeder Schritt und jeder neue Begriff anhand von einfachen Beispielen erläutert wird. Der Autor legt dabei großen Wert auf die Klarheit der verwendeten Mathematik - etwas, das er und viele Studenten in anderen Lehrbüchern bislang oft vermissen mussten.
Durch diesen Schwerpunkt ist das Buch auch sehr gut für Mathematiker geeignet, die sich mit dem Thema auseinandersetzen wollen.


In der Prüfungsvorbereitung eignet sich das Buch besonders gut zur Klärung von Begriffen und Verständnisfragen. Die im Text eingestreuten Verständnisfragen und Rechenübungen und die auf der springer.com Produktseite online abrufbaren Lösungen zu den Übungsaufgaben unterstützen das Lernen und die Prüfungsvorbereitung zusätzlich.


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