Uvod u kvantnu mehaniku s osvrtom na potrebne pojmove iz linearne algebre. Diracova notacija. Razlika između klasičnog i kvantnog bita i prikaz stanja kvantnog bita na Blochovoj sferi. Kvantna enkripcija: protokol za razmjenu tajnog ključa BB84. Spregnutost stanja u kvantnom sustavu. Unitarnost kvantne mehanike i evolucija kvantnog stanja u vremenu. Kvantna vrata i kvantni algoritmi: Deutschev algoritam, Shorov algoritam za faktorizaciju i Groverov algoritam za pretragu. Pregled tehnologija koje predstavljaju kandidate za fizičku realizaciju kvantnog računala: polarizacija fotona, nuklearna magnetska rezonancija, ionske zamke, neutralni atomi, Josephsonov spoj i kvantne točke.
- Nositelj kolegija: Saša Ilijić
Tjedni plan nastave
- Kruto tijelo kao sustav čestica, Statika krutog tijela, Moment tromosti krutog tijela
- Vrtnja krutog tijela oko čvrste osi (kinetička energija i kutna količina gibanja), Jednadžba gibanja za vrtnju krutog tijela oko čvrste osi, Općenito gibanje krutog tijela (gibanje središta mase uz vrtnju oko osi)
- Statika fluida, Dinamika idealnog fluida, Viskoznost fluida
- Tlak i srednja kinetička energija čestica plina; Jednadžba stanja, Stupnjevi slobode molekule; Toplinski kapaciteti plinova, Maxwellova raspodjela brzina čestica, Ekviparticija energije i Maxwell-Boltzmannova raspodjela
- Toplina; Temperatura; Toplinska ravnoteža, Termalna ekspanzija krutih tijela i fluida; Jednadžba stanja idealnog plina, Kalorimetrija; Toplinski kapaciteti, Fazni prijelazi; Latentne topline, Prijenos topline strujanjem, Prijenos topline vođenjem; Fourierov zakon; Toplinski tok u cilindričnoj i sfernoj simetriji, Prijenos topline zračenjem; Crno tijelo; Stefan-Boltzmannov zakon
- Rad. toplina i unutrašnja energija; Prvi zakon termodinamike; Funkcije stanja i procesa, Izotermalni. izobarni. izohorni i adijabatski procesi; pV dijagrami, Toplinski kapaciteti kod stalnog volumena i kod stalnog tlaka; Mayerova relacija
- Carnotov proces; Efikasnost toplinskog stroja; Drugi zakon termodinamike, Inverzni Carnotov proces; Efikasnost toplinske pumpe i hladnjaka, Entropija; Carnotov proces u TS dijagramu
- Međuispit
- Dualnost val-čestica. Kvantna mehanika: postulati. epistemologija. derivacija i rješenja Schroedingerve jednadžbe.
- Svojstva i umačenje valne funkcije. Vezana stanja i elektronske orbitale.
- Kronig-Penneyev model. Blochov teorem
- Fermi-Dircaova razdioba i primjene, Model slobodnog elektrona. Fermijeva energija. Funkcija gustoće elektronskih stanja., Brillouinove zone. Fermijeva energija. Fermijeva temperatura. Fermijeva ploha. Vodljivost metala
- Kvantna teorija poluvodiča. Intrinsični poluvodiči i heterogene strukture, Efektivne mase elektrona i šupljina. Eksperimentalno mjerenje efektivne mase
- Klasična i kvantna teorija polarizacije, Dijamagnetizam. paramagnetizam i feromgnetizam
- Završni ispit
- Nositelj kolegija: Željka Bošnjak
- Nositelj kolegija: Vjeran Gomzi