Kvantová fyzika pro nefyziky
...od principu superpozice ke kvantovým počítačům.
Přednášející: Pavel Cejnar
Rozsah: 2/0 Zk (zimní semestr)
Určení: především pro posluchače nefyzikálních oborů MFF UK
(informatika, matematika, učitelství)
Předpoklady: Nepředpokládají se zvláštní předběžné znalosti
fyziky, spíše základy matematické analýzy a algebry.
ÚMLUVA ZS 2008: čtvrtek 9.10., 9:00, 9.patro Troja
Program:
-
Počátky kvantové teorie
-
rekapitulace klasické mechaniky -
1
2
3
-
kvantování energie, stará kvantová teorie -
1
2
-
jednočásticová interference, princip superpozice -
1
-
Vlnová mechanika
-
vlnová funkce, souřadnicová a impulsová reprezentace -
1
2
3
-
Schrodingerova rovnice -
1
2
-
řešení v jednoduchých případech -
1
2
3
4
5
6
7
-
Feynmanův integrál -
1
2
-
Obecná formulace kvantové teorie
-
stavy fyzikálního systému (Hilbertův prostor) -
1
2
3
-
pozorovatelné veličiny (operátory) -
1
2
3
-
evoluce stavu systému -
1
2
3
-
Kvantové paradoxy
-
kvantové měření, kolaps vlnové funkce -
1
-
"bezinterakční měření", kvantová kryptografie -
1
2
3
-
kvantová neseparabilita a nelokalita, EPR paradox -
1
2
-
Bellovy nerovnosti a jejich experimentální testy -
1
2
3
-
kvantová teleportace -
1
2
-
Kvantování polí
-
teorie relativity a kvantová mechanika -
1
-
mnohočásticové soustavy, bosony a fermiony -
1
2
-
interakce částic, "teorie všeho" -
1
2
3
4
-
Kvantová informace
-
čisté a smíšené kvantové stavy, matice hustoty -
1
2
-
interakce kvantových systemů s prostředím, dekoherence -
1
2
3
4
(článek W.Zureka z Physics Today dostupný na
stránce ÚTF MFF UK)
-
Kvantové počítače
-
kvantové algoritmy -
1
2
3
4
5
6
7
-
praktická realizace kvantových počítačů -
1
2
-
dekoherence a kvantové opravy -
1
2
3
Doporučená literatura:
-
R.P. Feynman, R.B. Leighton, M. Sands: Feynmanove prednášky z fyziky,
5. díl (Alfa, Bratislava, 1990).
(Feynmanovy přednášky vycházejí v češtině - ptejte se u svých
knihkupců!)
-
J. Pišút, L. Gomolčák, V. Černy: Úvod do kvantovej mechaniky (Alfa,
Bratislava, 1983).
-
A. Sudbery: Quantum Mechanics and the Particles of Nature (Cambridge
Univ.Press, 1986).
-
D.Z. Albert: Quantum Mechanics and Experience (Harvard Univ.Press, 1992).
-
R. Penrose: The Emperor's New Mind (Oxford Univ.Press, 1990).
-
R. Penrose: Shadows of the Mind (Oxford Univ.Press, 1994, 1996).
(výběr z knih R. Penrose vyšel v češtině pod názvem
"Makrosvět, mikrosvět a lidská mysl" v nakladatelství Mladá Fronta)
-
C.P. Williams, S.H. Clearwater: Explorations in Quantum Computing
(Springer, 1997).
-
P. Cejnar, M. Dušek:
Kvantové hlavolamy I-V
, Vesmir 77 (1998) březen - červenec.
Závislost energetického spektra atomu vodíku na intenzitě magnetického pole.