Välkommen till Resurscentrums frågelåda!

 

Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning
(tips för sökningen).
Använd diskussionsforum om du vill diskutera något.
Senaste frågorna. Veckans fråga.

2 frågor/svar hittade

Blandat [19332]

Fråga:
Hej!

Min fråga berör kvantdatorer. Man talar om att dessa kommer att kunna lösa matematiska problem mycket snabbare än "vanliga" datorer. Vad är det som gör att kvantdatorerna är överlägsna den vanliga datorn, och hur fungerar de?
/Rukhsar M, Fria gymnasieskolan, Handen

Svar:
Hej Rukhsar! Det är inte helt lätt att beskriva vad en kvantdator är. Den har i sin än så länge mycket enkla form ett par egenskaper som skiljer den från normala datorer.

Kvantdator är en än så länge hypotetisk dator som använder kvantmekanik för att utföra vissa specifika typer av beräkningar potentiellt mycket snabbare än dagens datorer. För generella beräkningar kommer kvantdatorer antagligen vara långsammare än dagens datorer. (Kvantdator , Quantum_computer )

Kvantdatorer har möjligen potential att lösa vissa problem snabbare än vanliga datorer - t.ex. tunga kvantmekaniska beräkningar av stora molekyler och att bryta kryptering.

En sak som utmärker en kvantdator är att man inte opererar med bits utan med qbits (Quantum bits). Nedanstående figur (Quantum_computer#Bits_vs._qubits ) illustrerar skillnaden. Överst visas hur en bit representeras som 1 (spinn upp) eller 0 (spinn ner). Ett register med fyra bitar i en vanlig dator kan representera talen 0-7, se exemplet i mitten av figuren där talet 5 representeras binärt. Qbits kan, se längst ner i figuren, representera både |1> och |0> samtidigt med olika sannolikhet. Värdet blir då 4-5 beroende på komplexa koefficienter framför |>.

En annan effekt man kan utnyttja i en kvantdator är Kvantmekanisk sammanflätning (entanglement). Detta fenomen kan påvisas inom kvantfysiken. Fenomenet innebär att om två eller fler partiklar är sammanflätade kommer ändringar av den ena av partiklarna omedelbart att medföra att egenskaperna för den andra partikeln ändras – oavsett hur långt det är mellan dem. Detta att observationen ändrar vågfunktionen kallas att vågfunktionen kollapsar, se fråga 14183 .

Se vidare länk 1, 2 nedan och Vetenskapens värld 2014-03-03:
http://www.svtplay.se/video/1861150/del-7-av-18-kvantvarldens-nya-ingenjorer



/Peter E

Nyckelord: vågfunktion [2];

1 http://www.nordichardware.se/Forskning/google-testar-sin-kvantdator-upp-till-35-000-ganger-snabbare-problemloesning.html
2 http://computer.howstuffworks.com/quantum-computer.htm

*

Materiens innersta-Atomer-Kärnor [14183]

Fråga:
Noterar att det i en del sammanhang dyker upp uttrycket 'kollapsar vågfunktionen'. Vad innebär att en funktion kollapsar? Division med noll? Vilka funktioner kan överhuvudtaget 'kollapsa'? Och vad är det som är så speciellt med det? Är följderna av en 'kollaps' positiva eller negativa?
/Thomas Å, Märstagymnasiet, Märsta

Svar:
Thomas!

Det gäller mycket inom kvantmekaniken att när det kommer till en exakt förståelse eller tolkning av de matematiska uttrycken så återstår mycket och diskussionerna som påbörjades av Bohr och Einstein pågår ännu. Någon lär ha sagt att om du tror du förstått kvantmekaniken så har du inte förstått någonting!

Vad som däremot är klart är att kvantmekaniken fungerar alldeles utmärkt när vi räknar på fysikaliska system. Det som kvantmekaniken kan förutsäga (sannolikheter att ett system befinner sig i olika tillstånd och sannolikheter att ett system övergår från ett tillstånd till ett annat) förutsägs mycket väl.

I fysikaliska sammanhang "lånar" man ofta ord från vardagsvärden. Det finns oftast en likhet mellan begreppen, men man får inte övertolka och tro att ordet betyder exakt samma i den fysikaliska värden.

Ett exempel är att kvarkar har "färg". Detta får inte tolkas bokstavligt så att kvarkar är färgade utan så att kvarkarna har en sorts "laddning" som har egenskapen att tre olika laddningar (färger) blir tillsammans laddningsfria på samma sätt som tre grundfärger rött, grönt och blått tillsammans blir vitt.

För att äntligen komma till kollaps av en vågfunktion som du frågade om: varje kvantmekaiskt system kan beskrivas av en vågfunktion. Denna talar om sannolikheten för att systemet ser ut si och sannolikheten för att det ser ut så:

psi = A*psi(si) + B*psi(så) (1)

A och B kallas för amplituder och sannolikheten att systemet ser ut på ett visst sätt ges av |A|2 respektive |B|2 (absolutbeloppen behövs därför att amplituderna kan vara komplexa). För detta fallet gäller då förstås eftersom alla sannolikheter skall summera sig til 1:

|A|2 + |B|2 = 1 (2)

Om vi nu observerar systemet och t.ex. finner att det befinner sig i tillståndet si, så beskrivs systemet inte av vågfunktionen (1) utan av

psi = 1*psi(si) (3)

Amplituden för si har alltså blivit 1 och amplituden för så har blivit 0. Det är detta fenomen att en observation (mätning) får vågfunktionen att gå från (1) till (3) som kallas att vågfunktionen kollapsar.
/Peter E

Nyckelord: vågfunktion [2]; kvantmekanik [26];

*

Ämnesområde
Sök efter
Grundskolan eller gymnasiet?
Nyckelord: (Enda villkor)
Definition: (Enda villkor)
 
 

Om du inte hittar svaret i databasen eller i

Sök i svenska Wikipedia:

- fråga gärna här.

 

 

Frågelådan innehåller 7168 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2017-07-06 14:08:20.


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.