Kvantisoiminen

Kvantisoiminen tarkoittaa prosessia, jossa jatkuva suure tai ilmiö rajataan ja voi esiintyä vain diskreetteina arvoina. Fysikaalisessa mielessä se kuvaa kvanttimekaniikan peruspiirteitä: monet suureet, kuten energia ja kulman momentit, ovat kvantittuneita eli niillä on erisävyisiä, diskreettejä arvoja. Esimerkkejä ovat elektronin energia atomissa ja spin-tilojen arvot.

Kvantisointia voidaan lähestyä useilla tavoilla. Canonical quantizationin mukaan klassiset observaatit korvataan operaatioilla ja niiden välinen suhde määräytyy kommutaatioiden kautta, mikä johtaa spektriin diskreettejä arvoja. Path-integral -lähestymistavassa kvanttimaailma hahmotetaan historiallisten polkujen summana. Geometrinen kvantisointi on matemaattinen kehy, joka yhdistää klassisen ja kvanttisen rakenteen symmetrioiden kautta.

Informaatioteknologiassa kvantisointi viittaa jatkuvan signaalin muuntamiseen diskreetteihin arvoihin analogi-digitaalisten muuntimien avulla; kvantisointiprosessiin liittyy virhe, kvantisointivirhe, joka riippuu näytteistystaajuudesta ja kvantisointitasoista.

Kvantisoituminen on keskeinen käsite sekä perusfysiikassa että teknologisissa sovelluksissa, ja se on mahdollistanut merkittäviä edistysaskeleita kvanttiteknologioiden, kuten kvanttitietokoneiden ja kvanttikryptografian, sekä signaalinkäsittelyn alalla.