Kategori: kvant

kvantprick

en halvledarkristall som är så liten att man kan styra beteendet hos enstaka elektroner i den. Den är några tiotal atomer tvärs­över. – Kvantprickens egenskaper förändras märkbart om man lägger till eller tar bort enstaka atomer i kristallen. Förändringen märks som en förändring av kvantprickens energinivå. – En kvantprick kan bara ha ett fåtal bestämda energinivåer och inga mellanlägen. I en vanlig halvledare finns det så många elektroner som kan ändra energinivå att halvledaren verkar kunna förändra sin energinivå kontinuerligt. Energinivån i en kvantprick är däremot tydligt kvantiserad – den har ett fåtal nivåer och inga mellanlägen –  därav namnet. Detta gör att kvantprickars egenskaper kan ställas in precist: man kan till exempel få kvantprickar att avge ljus med en exakt våglängd. – Kvantprickar är redan i praktiskt bruk. Blått laserljus framställs till exempel med kvantprickar. I framtiden kan de kanske användas i datorteknik när det inte går att krympa transistorerna mer. De kan också användas i kvantdatorer. – 2018 visade forskare i Lund att kvantprickar kan användas vid direkt omvandling av värme till elektricitet, något som kan komma till användning vid uppladdning av mobiltelefoner – se denna artikel. – På engelska: quantum dot. – Se också QLED. – Nära släktingar till kvantprickar är kvanttrådar (quantum wires) och kvant­brunnar (quantum wells). I en kvanttråd kan elektronen röra sig längs en linje, men inte utanför linjen; i en kvantbrunn kan den röra sig fritt på en yta, men inte upp eller ner.

[kvant] [ändrad 11 oktober 2018]

qubit

(eller kvantbit) – motsvarigheten i kvantdatorer till en bit: men en kvantbit står för 1 och 0 på samma gång. (Se superposition.) – Genom att använda qubitar kan man göra vissa typer av omfattande beräkningar mycket snabbare än med vanliga minneskretsar. – Ordet qubit står också för en fysisk anordning som kan hålla en qubit. Ett antal qubit som tillsammans representerar en matematisk storhet kallar för ett qubitregister (qubit register). – Qubitar är extremt känsliga för yttre påverkan, som gör att de ”kollapsar” till ett av de två värdena – 1 eller 0. (Att de bibehåller superposition kallas för koherens, att de förlorar det kallas för dekoherens.) Qubitar brukar därför vara nedsänkta köldmedier som flytande kväve och vara omsorgsfullt skyddade mot mekaniska stötar och vibrationer. Länge var rekordet i att hålla en qubit i superposition någon sekund, men 2013 lyckades forskare hålla en qubit i koherens i rumstemperatur i 39 minuter (se artikel i Science). Detta är anmärkningsvärt, eftersom andra försök har gett mycket kortare tider.

[experimentell teknik] [kvantdatorer] [ändrad 16 maj 2022]

kvantkryptering

avläsningssäker över­föring av med­delanden genom tillämpning av kvantfysikens principer. – Kvantkryptering innebär att meddelanden kodas som egenskaper hos fotoner: ettor och nollor representeras av egenskaper hos enstaka fotoner, vanligtvis polarisering. Det leder till att meddelandet blir omöjligt att avläsa på vägen. Om obehöriga upp­snappar med­delandet blir det nämligen oläsbart för dem, och avsändaren och mottagaren märker dessutom uppsnappandet omedelbart – förbindelsen bryts. (Uppsnappande av kvantkrypterade meddelanden kan, mycket allmänt, jämföras med att ta länkar ur en rullande cykelkedja utan att kedjan går av.) – I praktiken används kvant­kryptering bara för att parterna ska komma överens om en engångs­nyckel (one‑time pad) som de sedan använder för att kryptera ett meddelande som sedan överförs på vanligt sätt. – På engelska: quantum encryption. – Kines­iska forskare visade 2010 att även kvantkrypterade meddelanden kan knäckas, se här. – Kina sände i augusti 2016 upp satelliten Micius som ska användas för experiment med kvant­kryp­ter­ing. – Läs också om kvackare (quantum hackers).

[forskning och experimentell teknik] [kryptering] [kvantdatorer] [ändrad 16 augusti 2021]