Hopp til hovedinnhold
Created by potrace 1.11, written by Peter Selinger 2001-2013
EN
Søk på oslomet.no
  • Studier
  • Forskningen vår
  • Samarbeid
  • Universitetsbiblioteket
  • Om OsloMet
  • Kontakt oss
  • For studenter
  1. OsloMet
  2. Programplaner og emneplaner
  3. Introduksjon til kvanteverdenen for nyfikne

Introduksjon til kvanteverdenen for nyfikne

Emneplan

Engelsk emnenavn
Introduction to the Quantum World for the Curious
Emnekode
NYFIK1000
Omfang
5 stp.
Pensum
Pensum høst 2024 i Leganto
Timeplan
Timeplan i TP
Emnehistorikk
Emnehistorikk

Innledning

Mange vil hevde at vi nå ser en ny teknologisk revolusjon i emning - den andre kvanterevolsjonen. En revolusjon som kan komme til å endre verden på flere måter. I den forbindelse kan man stille seg flere spørsmål, for eksempel:

  • Hvordan vil denne revolusjonen påvirke oss?
  • Hva er den første kvanterevolusjonen?
  • Og hva er egentlig kvantefysikken, som ligger til grunn for kvanteteknologien?

I dette kurset vil vi prøve å gi svar på disse spørsmålene. Og vi ønsker å gi dem på en måte som ikke legger til grunn at man kan avansert matematikk - eller har dyp kunnskap innen fysikk - fra før. Det holder med interesse og nysgjerrighet.

Gjennom semesteret vil vi, både gjennom teori, simulering og praksis, komme innom følgende tema - og undertema:

  • Hvordan kvantefysikken ble til
    • Plancks strålingslov og fotoelektrisk effekt
    • Partikkel/bølge-dualitet - for lys og materie
    • Materie som bølger
  • Bølgefunksjonen
    • Bølgemekanikk, tunnelering
    • Tolkning av bølgefunksjonen
    • Kollaps av bølgefunksjonen
    • Stasjonære tlistander - kvantisering
  • Spinn og polarisering
    • Stern-Gerlach-eksperimentet
    • Et eksempel på kollaps: Lys gjennom polariseringsfilter
    • Samanfiltring og EPR (Einstein, Podolsky, Rosen)-paradokset
  • Den første kvanterevolusjonen
    • Tunneleringsmikroskop
    • Kjermemagnetisk resonans - og spin 1/2-systemer
    • Spektroskopi
    • Laseren
  • Den andre kvanterevolusjonen
    • Kvante-bits, "qubits" - eksemplifisert gjennom spin 1/2-system
    • Eksempel på kvantefordeler innan informasjonsbehandling
    • Kvantedatamaskiner og kvantealgoritmer
    • Digital og analog kvanteregning

Anbefalte forkunnskaper

En viss kjennskap til grunnleggende fysikk - begreper som fart, masse og energi, for eksempel - kan være en fordel. Det kan også være en fordel med litt erfaring med numerikk og simulering. Men ingen av disse tingene er nødvendige.

Forkunnskapskrav

Ingen.

Læringsutbytte

Etter å ha gjennomført dette emnet har studenten følgende læringsutbytte, definert som kunnskap, ferdigheter og generell kompetanse:

Kunnskap

Studenten

  • kan gjøre rede for hovedtrekkene i den historiske utviklinga av kvantefysikken.
  • har en viss forståelse for at materie må oppfattes som både bølger og partikler.
  • kjenner til fenomen som er spesifikke for kvanteverdenen - som ikke har noen paralleller i den verden vi ser til daglig.
  • vet hvordan visse enkle algoritmer for kvanteinformasjonsbehandling fungerer.

Ferdigheiter

Studenten

  • kan vise til eksempel på hvordan kvantefenomener som tunnellering, kvantisering og sammenfiltring kan utnyttes teknologisk.
  • kjenner til hovedforskjellene mellom hvordan en vanlig, klassisk datamaskin og en kvantedatamskin fungerer.
  • er i stand til å sette opp og kjøre enkle kvante-program - enten på simulatorer eller på faktiske kvantedatamskiner.

Generell kompetanse

Studenten

  • behersker - til en viss grad - begrepsapparatet knyttet til kvantefysikk og -teknologi.
  • kan bidra konstruktivt i faglige samtaler som har med kvanteteknologi å gjøre.
  • evner å diskutere og problematisere aspekt ved tolkninga av kvantefysikken.

Arbeids- og undervisningsformer

Undervisninga vil bli lagt opp som klasseromsundervisning - på dagtid. Det vil være snakk om økter på tre timer, én gang i uka gjennom omtrent to måneder.

Deltakerne vil bli kjent med stoffet gjennom ulike tilnærminger:

  • Presentasjon av stoff
  • Praktiske demonstrasjoner av enkle kvante- og bølgefenomener
  • Tilrettelagte simuleringer
  • Kjøring av egne, små program på faktiske kvantedatamaskiner
  • Gjesteforelesninger
  • Diskusjoner og samtaler

Vi vil legge til rette for høy grad av student-deltagelse ved undervisinga. Det vil bli rikelig med rom for å stille spørsmål, komme med undring og diskutere ulike, til dels ikke-intuitive, aspekter ved kvantefysikk og -teknologi.

Det vil i liten grad bli lagt opp til arbeid på egenhånd mellom undervisningsøktene - ut over det å lese relevant litteratur.

Arbeidskrav og obligatoriske aktiviteter

Ingen.

Vurdering og eksamen

Individuell muntlig eksamen på 30 minutter.

Hjelpemidler ved eksamen

Ingen.

Vurderingsuttrykk

Gradert skala A-F.

Sensorordning

To interne sensorer.

Emneansvarlig

Sølve Selstø

Programplan

  • Introduksjon til kvanteverdenen for nyfikne (2024 HØST)

OSLO METROPOLITAN UNIVERSITY
STORBYUNIVERSITETET

Postboks 4, St. Olavs plass
0130 Oslo
Tlf.: 67 23 50 00

Kontakt oss

  • Facebook
  • LinkedIn
  • Instagram
  • English
  • Alumni
  • Ansatteoversikt
  • Arrangementsoversikt
  • For ansatte
  • For studenter
  • Ledige stillinger
  • Personvernerklæring og informasjonskapslar
  • Pressekontakt
  • Tilgjengelegheitserklæring