Kvantmehhanismide

Kvantmehhanismide mõiste viitab kvantmehaanika aluseks olevale mehhanismide ja nähtuste kogumile, mis kirjeldab looduse käitumist mikroskoopilisel tasandil. Need mehhanismid erinevad klassikalistest arusaamadest ja ilmnevad peamiselt aatomite ja subatomaarsete süsteemide puhul. Olulised omadused on lainelikkus ja osakeste dualiteet, energia kvantiseerimine ning tõenäosuslik looduskäitumine.

Peamised kontseptsioonid hõlmavad superpositsiooni, kus süsteem võib omada mitut olekut samaaegselt, ning interferentsi, mis tuleneb olekute koostoimisest. Heisenbergi ebakindluse printsiip seab piirid nii asukoha kui ka impulsi mõõtmisel. Kvantmehhanika kirjeldamiseks kasutatakse matemaatilist formalismi, kus olekud kirjeldatakse lainefunktsioonide või kvantolekuten ning evolutsioon on kirjeldatud Schrödingeri võrrandi abil.

Entanglement ehk kvantseotus on nähtus, kus kaks või enam süsteemi olekut on seotud nii tihedalt, et ühe osa mõõtmine mõjub teisele sõltumata nende ruumilisest kaugusest. See omadus loob tugevate korrelatsioonide, mis on aluseks kvantkommunikatsioonile ja kvantinfotehnoloogiatele, kuid samal ajal tekitab ka filosoofilisi ja teoreetilisi küsimusi mõõtmise ning realismi kohta.

Matemaatilises mõttes on kvantmehhanismid Hilbert'i ruumi, operaatoreid ja kvantolekute taustal. Mõõtmiste postulaadid määravad, kuidas tegelikud tulemused realiseeruvad. Praktikas leiavad kvantmehhanismide rakendused kasutust kvantarvutuses, kvantkommunikatsioonis (nt kvantvõtmete jaotamisel) ja kvantsensorites. Need tehnoloogiad arenevad kiiresti ning mõjutavad materjaliteadust ja metrologiat.