정의
양자역학(量子論, )은 원자나 아원자 입자와 같이 매우 작은 규모의 입자들의 행동을 다루는 물리학의 한 분야이다. 그것은 트랜지스터, 레이저, 태양 전지를 포함한 많은 현대 기술의 기초이다.
역사
양자 이론은 20세기의 첫 30년 동안 막스 플랑크, 알버트 아인슈타인, 닐스 보어와 다른 과학자들에 의해 개발되었다. 이 이론은 고전 물리학으로는 설명할 수 없는 많은 실험적 관찰에 대응하여 개발되었다.
주요 개념
양자 이론의 주요 개념 중 일부는 양자화, 파동-입자 이중성, 중첩 및 얽힘을 포함한다. 양자화는 에너지, 운동량 및 기타 물리적 양이 특정 이산 값만 취할 수 있다는 생각을 의미한다. 파동-입자 이중성은 입자가 파동과 입자와 같은 행동을 둘 다 나타낼 수 있다는 생각을 말한다. 중첩이란 입자가 동시에 여러 상태로 존재할 수 있다는 생각을 말한다. 얽힘은 두 개 이상의 입자가 큰 거리만큼 떨어져 있어도 한 입자의 상태가 다른 입자의 상태에 순간적으로 영향을 미칠 수 있는 방식으로 상관관계를 맺을 수 있다는 생각을 말한다.
양자이론의 응용
양자 이론은 암호학, 컴퓨팅 및 의학 분야를 포함하여 광범위한 응용 분야를 가지고 있다. 예를 들어, 양자 암호학은 얽힘과 중첩의 원리를 이용하여 사실상 도청이 불가능한 안전한 통신 채널을 만든다. 컴퓨팅에서 양자 컴퓨터는 양자 비트 또는 큐비트를 사용하여 특정 유형의 계산을 고전 컴퓨터보다 훨씬 빠르게 수행한다. 의학계에서는 양자역학의 원리를 활용해 인체의 보다 민감하고 상세한 영상을 만드는 양자영상 기술이 개발되고 있다.
한계점
많은 성공에도 불구하고, 양자 이론은 또한 한계가 있다. 예를 들어, 이 이론은 확률론적이며, 이는 입자의 행동에 대해 확실한 예측을 할 수 없다는 것을 의미한다. 게다가, 그 이론은 비결정론적이며, 이것은 그것이 입자의 행동을 완전히 설명할 수 없다는 것을 의미한다. 마지막으로, 이 이론은 고전 물리학과 양립할 수 없으며, 이는 이 둘을 조화시킬 수 있는 보다 포괄적인 이론이 필요하다는 것을 의미한다.