1樓:辰星
量子場論(quantum field theory, qft),量子場論是量子力學和經典場論相結合的物理理論,已被廣泛的應用於粒子物理學和凝聚態物理學中。量子場論為描述多粒子系統,尤其是包含粒子產生和湮滅過程的系統,提供了有效的描述框架。量子場論的實效理論應用也是雀巨集與2013年的諾貝爾物理學獎的"希格斯粒子場"的微觀量子粒子的關聯,作為量子場粒子的中知檔介子的媒介粒子"希格斯玻色子"存在和發現。
量子場論包含著希格斯機制(希格斯粒子場)理論。非相對論性的量頃猛冊子場論主要被應用於凝聚態物理學,比如描述超導性的bcs理論。而相對論性的量子場論則是粒子物理學不可或缺的組成部分。
量子計算的理論模型是()。
2樓:蝕花墨羽
量子計算的理論模型是通用圖靈機。
量子計算是一種遵循量子力學規律調控量子資訊單元進行計算的新型計算模式。對照於傳統的通用計算機,其理論慎陪猜模型是通用圖靈機;通用的量子計算機,其理論寬型模型是用量子力學規律重新詮釋的通用圖靈機。
從可計算的問題來看,量子計算機只能亂高解決傳統計算機所能解決的問題,但是從計算的效率上,由於量子力學疊加性的存在,某些已知的量子演算法在處理問題時速度要快於傳統的通用計算機。量子力學態疊加原理使得量子資訊單元的狀態可以處於多種可能性的疊加狀態,從而導致量子資訊處理從效率上相比於經典資訊處理具有更大潛力。
普通計算機中的2位暫存器在某一時間僅能儲存4個二進位數)中的乙個,而量子計算機中的2位量子位(qubit)暫存器可同時儲存這四種狀態的疊加狀態。隨著量子位元數目的增加,對於n個量子位元而言,量子資訊可以處於2種可能狀態的疊加,配合量子力學演化的並行性,可以展現比傳統計算機更快的處理速度。
研究量子計算機要具備哪些知識?
3樓:象拔蚌燒賣
研究量子計算機需要具備量子力學、普通物理、計算機原理相關知識的。在碩士研究生層次的學習中,研究量子計算機是屬於物理學專業的量子通訊與量子計算方向。量子計算機的難點:
1、量子消相干。
量子計算的相干性是量子並行運算的精髓,但在實際情況下,量子位元會受到外界環境的作用與影響,從而產生量子糾纏。量子相干性極易受到量子糾纏的干擾,導致量子相干性降低,也就是所謂的消相干現象。實際的應用中,無法避免量子位元與外界的接觸,量子的相干性也就不易得到保持。
所以,量子消相干問題是目前需要解決的重要問題之一,它的解決將在一定程度上影響著量子計算機未來的發展道路。
2、量子糾纏。
量子作為最小的顆粒,遵守量子糾纏規律。即使在空間上,量子之間可能是分開的,但是量子間的相互影響是無法避免的。介於此,量子糾纏技術被聯想到量子資訊的傳遞領域。
在一定意義上,利用量子之間飛快的交流速度從而實現資訊的傳遞。
3、量子平行計算。
量子計算機獨特的平行計算是經典計算機無法比擬的重要的一點。同樣是乙個n位的儲存器,經典計算機儲存的結果只有乙個。但是量子計算機儲存的結果可達2n。
其平行計算不僅在儲存容量上遠超越了後者,而且讀取速度快,多個讀取和計算可同時進行。正是量子平行計算的重要性,它的有效應用也成為了量子計算機發展的關鍵之一。
4、量子不可轉殖。
量子不可轉殖性,是指任何未知的量子態不存在複製的過程,既然要保持量子態不變,則不存在量子的測量,也就無法實現複製。對於量子計算機來說,無法實現經典計算機的糾錯應用以及複製功能。
量子場論的應用
4樓:孔廣
量子場論的發展及其在物理學各分支中的應用:
量子場論作為微觀現象的物理學基本理論廣泛應用於近代物理學各個分支。粒子物理學的發展不斷提出場論研究的新課題,並取得了進展,它包括複合粒子場論、對稱性自發破缺的場論、非阿貝耳規範場論和真空理論的新發展等幾個互相聯絡著的方面。在研究這些問題時廣泛應用了量子場論的路徑積分和泛函的表達形式。
自60年代後期以來規範場的研究成為場論研究的一箇中心,已經解決了這類理論所特有的量子化和重正化方面的問題,闡明瞭規範場的一些特殊性質。1961年至1968年格拉肖、s.溫伯格和a.
薩拉姆建立的描述統一的弱作用和電磁作用的自發破缺規範理論,在1978年至1983年已經基本上得到實驗的證實。量子色動力學作為描述強作用的規範理論也取得了一定的成就,被認為是有希望的強作用基本理論。在量子電動力學取得成功以後,量子場論在粒子物理學中取得的這些新成就使人們相信;雖然存在著發散困難這樣的基本問題和在強耦合下缺少有效的近似方法的困難,量子場論仍然是解決粒子物理學問題的理論基礎和有力工具。
除規範場論中的一些問題例如所謂囚禁問題仍然是人們注意的中心外,一些新的課題如量子引力理論、超對稱量子場論等正吸引著人們去進行研究。在統計物理、凝聚態理論和核理論中廣泛地採用量子場論的格林函式和費因曼微擾論方法,它們已經成為這些物理學分支的基本理論工具。費因曼微擾論方法使得人們可以在微擾論式中分出一部分對所研究的現象起主要作用的項來作部分求和,大大提高了人們解決各種問題的能力。
量子場論方法對溫度不為零的統計物理學以及超導和量子液體等現象的理論發展起了非常重要的推動作用。統計物理學中有些現象本質上不一定是量子效應,但由於是無窮維自由度的問題,它們與量子場論問題在數學形式和物理內容上都有十分相似之處。量子場論方法對這些問題也有重要的應用。
例如,重正化群方法的思想和工具對解決統計物理學中長久未能解決的臨界現象問題起了關鍵性的作用。正因為量子場論已成為近代物理學各分支的共同基礎理論,量子場論的任何乙個重要進展都會對不只是乙個分支的發展有重要的推動作用。
如何進一步自學量子場論及後續課程?
經典場論。例如麥克斯韋的電磁場論 中場量滿足對空間座標和時間的偏微分方程,因此經典場是以連續性為其特徵的。按照量子物理學的原理,微觀客體都具有粒子和波 離散和連續的二象性。在初等量子力學中對電子的描述是量子性的,通過引進相應於電子座標和動量的算符和它們的對易關係實現了單個電子運動的量子化,但是它對電...
量子力學在計算機中的應用
普通電腦 其輸入態和輸出態都是經典訊號,用量子力學的語言來描述,也即是 其輸入態和輸出態都是某一力學量的本徵態。如輸入二進位序列,用量子記號,即 所有的輸入態均相互正交。對經典計算機不可能輸入如下疊加態 c c 經典計算機內部的每一步變換都將正交態演化為正交態,而一般的量子變換沒有這個性質,因此,經...
現在所使用的計算機多久後會被量子計算機所代替
紐約訊 國際商業機器 ibm 昨天宣佈成功運用量子物理學原理,製成世界第一臺量子電腦。這臺電腦以五個原子作為微處理器和記憶體的核心,運算速度比現有電腦快得多。該公司發言人昨天表示,量子電腦首次證明,它比傳統電腦解決難題的速度要快很多。這臺實驗電腦被認為是科學家朝向研製超快速電腦的方向邁進了一步。研製...