Kvanteteknologi er teknologi hvor kvantemekanikk er helt avgjørende for måten teknologien fungerer på.
Noen viktige historiske eksempler på kvanteteknologi er laseren og transistoren. I senere tid har det blitt et stadig økende fokus på hvordan de kvantemekaniske effektene superposisjon og sammenfiltring kan brukes i beregnings- og kommunikasjonsteknologi. Dette kan blant annet brukes til å lage en kvantedatamaskin.
Kvantemekanikk beskriver egenskapene som ulike materialer har. Teorien bak kvantemekanikk begynte for alvor å utvikles på 1920-tallet. På midten av 1900-tallet begynte man å kunne dra nytte av den teoretiske kunnskapen og lage teknologiske anvendelser hvor kvantemekaniske effekter gjorde teknologien mulig.
Et eksempel på dette er transistoren, som i dag er en sentral komponent i så å si all elektronikk. Den benytter seg av den kvantemekaniske oppførselen til elektroner i materialer, hvor elektronene befinner seg i energibånd som kan være adskilte av båndgap.
Et annet eksempel er laseren, som sender ut svært fokusert og monokromatisk lys og brukes i kommunikasjonsteknologi. Den gjør bruk av den kvantemekaniske effekten stimulert emisjon. Dette innebærer at atomer som bestråles med lys ved en gitt frekvens sender ut mer lys med nøyaktig samme frekvens.
Fremskritt i eksperimentelle metoder har gjort at man nå prøver å benytte de kvantemekaniske fenomenene superposisjon, kvanteinteferens og sammenfiltring i teknologi. Dette har flere anvendelser, for eksempel i sensor-, beregnings- og kommunikasjonsteknologi.
Svært følsomme sensorer kan lages ved å benytte seg av kvanteinterferens. Verdens mest følsomme sensor av magnetiske felt, kalt SQUID (Superconducting Quantum Interference Device), er laget av en superleder som benytter seg av josephsoneffekten. Når det går elektriske strømmer gjennom to grenseskikt som benytter seg av josephsoneffekten, vil det eksistere en kvanteinterferens mellom disse to strømmene. Det gir opphav til en veldig stor endring i total strøm selv ved en veldig liten endring av det magnetiske feltet til omgivelsene.
Sammenfiltring og superposisjon av tilstander er sentrale i utarbeidelsen av kommunikasjons- og beregningsteknologi basert på kvantemekanikk. Ved å bruke sammenfiltring av fotoner i lys, kan man sende sensitiv informasjon med bedre kryptering av data enn via teknologi basert på klassisk fysikk. Ved å bruke kvantebits, kan man lage kvantedatamaskiner som kan løse bestemte typer oppgaver som i praksis er umulige for vanlige datamaskiner å løse. Et eksempel på dette er faktorisering av store tall, som er en viktig oppgave i forbindelse med sikker dataoverføring.
Kommentarer
Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.
Du må være logget inn for å kommentere.