Kvantisoijat

Kvantisoijat (yksikkö kvantisoija) on suomenkielinen yleistermi, jota käytetään kuvaamaan sekä laitteita että matemaattisia operaatioita, jotka muuntavat jatkuvan arvojoukon diskreetiksi. Käyttökonteksteja on laaja: signaalinkäsittely, digitalisointi sekä kvanttimekaniikan ja kvanttifysiikan teoreettiset kehykset. Yleisesti kvantisoija määrittelee, kuinka tarkasti mitatut tai havaittavat arvot voidaan erottaa ja esittää digitaalisessa muodossa sekä millaista virhettä prosessiin liittyy.

Signaalinkäsittelyssä kvantisoija muuntaa analogisen signaalin digitaalisiksi näytteiksi. Tämä tapahtuu askeleiden avulla; askeleen koko ja näytteenottotaajuus määrittävät mittausvirheen ja resoluutio-asteen. Tyypillisiä kvantisoijatyyppejä ovat uniform quantizers sekä ei-uniform quantization -menetelmät kuten µ-law ja A-law, joita käytetään erityisesti äänenkäsittelyssä. Vektorikvantisointi käsittelee suurempia tiloja ryhmittelemällä useita näytteitä yhdeksi yksiköksi.

Kvanttimaailan teoreettisessa kontekstissa kvantisoija tarkoittaa matemaattista operaattoria tai operaattoriperhettä, joka liittää klassisen tilan funktioita kvanttitilaan. Esimerkkinä Weyl–Wigner-kvantointi: kvantisoija määrittelee, miten klassinen symboli muuttuu kvanttitason operaattoriksi. Näin ollen kvantisoijat ovat keskeisiä, kun klasikaalinen kuva siirretään kvanttimekaniikkaan.

Käytännössä kvantointi aiheuttaa kvantointihäviötä ja rajoittaa signaalin tarkkuutta. Siksi kvantisoijien suunnittelussa kiinnitetään huomiota dynaamiseen alueeseen, klippaus- ja ylivuotitilanteiden välttämiseen sekä lämpötilavaihteluihin ja virheenkorjausmenetelmiin. Suomessa termiä käytetään yleisesti teknisessä ja akateemisessa kielessä kuvaamaan näitä ilmiöitä.