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.

Tjedni plan nastave

  1. Kruto tijelo kao sustav čestica, Statika krutog tijela, Moment tromosti krutog tijela
  2. 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)
  3. Statika fluida, Dinamika idealnog fluida, Viskoznost fluida
  4. 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
  5. 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
  6. 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
  7. Carnotov proces; Efikasnost toplinskog stroja; Drugi zakon termodinamike, Inverzni Carnotov proces; Efikasnost toplinske pumpe i hladnjaka, Entropija; Carnotov proces u TS dijagramu
  8. Međuispit
  9. Dualnost val-čestica. Kvantna mehanika: postulati. epistemologija. derivacija i rješenja Schroedingerve jednadžbe.
  10. Svojstva i umačenje valne funkcije. Vezana stanja i elektronske orbitale.
  11. Kronig-Penneyev model. Blochov teorem
  12. Fermi-Dircaova razdioba i primjene, Model slobodnog elektrona. Fermijeva energija. Funkcija gustoće elektronskih stanja., Brillouinove zone. Fermijeva energija. Fermijeva temperatura. Fermijeva ploha. Vodljivost metala
  13. Kvantna teorija poluvodiča. Intrinsični poluvodiči i heterogene strukture, Efektivne mase elektrona i šupljina. Eksperimentalno mjerenje efektivne mase
  14. Klasična i kvantna teorija polarizacije, Dijamagnetizam. paramagnetizam i feromgnetizam
  15. Završni ispit