Kvantoinnissa

Kvantoinnissa on suomenkielinen termi, jolla viitataan ilmiöihin ja tiloihin, joissa mittaus- tai systeemisuureet voivat esiintyä vain diskreetteinä arvoina tai joissa kvanttimekaniikan lait soveltuvat. Termi viittaa yleisesti suureiden kvantittumiseen tai tiloihin, joissa kvanttimekaniikka ohjaa ilmiöitä.

Keskeisiä esimerkkejä kvantoinnista ovat energiatason diskreettiys atomeissa sekä kulmamomentin ja spinien kvantillisuus. Valon kvantittuminen fotoneina on toinen tunnettu ilmentymä, minkä seurauksena elektromagneettisen säteilyn spektri muodostuu diskreeteistä viivoista.

Kvantoinnilla on lukuisia teknologisia sovelluksia. Puolijohteissa elektronien energiatilat määräävät laitteiden toiminnan. Laserteissa kvantti-ilmiöt mahdollistavat tarkkaa ja tehokasta säteilyä. Magneettikuvaus MRI:ssä hyödynnetään ydin- ja elektronispiinin kvantittumista. Edistyneemmät alat, kuten kvanttitietokoneet ja kvanttiviestintä, rakentuvat tilojen superpositiosta ja toisiinsa kytketyistä tiloista.

Historia: Kvantoinnin käsite ja siihen liittyvä ajatus kehittyivät 1900-luvun alussa Planckin ja Bohrin töistä, ja kvanttimekaniikka kehittyi 1920-luvulla. Nykyisin kvantointi kuvaa monia ilmiöitä ja asettaa mitattavat suureet diskreetteihin arvoihin, mikä määrittää sekä teorian että teknologian kehityksen suunnan.