Il motivo è molto semplice. I computer dipendono dall'elettronica. Anche i primi diodi e triodi di cui erano composti i primi ingombranti computer dipendevano dalla natura quantistica della materia. Quelli presenti con la tecnologia dei chip dipendono direttamente dai livelli di energia e dalle bande di conduzione ecc. Nell'elettronica utilizzata. La semiconduttività è un fenomeno della meccanica quantistica.

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Quello che voglio dire è, a quel punto è che il nostro moderno la comprensione della meccanica quantistica ha portato a uno sviluppo tecnologico così fondamentale per i computer di oggi che non avremmo potuto farlo funzionare in un altro modo?

Il punto cruciale in cui sono diventati necessari i calcoli della meccanica quantistica è stato con l'uso di tecnologia a transistor, che si è trasformata in tecnologia a chip. È stato con l'invenzione del transistor che il controllo dei calcoli della meccanica quantistica è stato necessario per i balzi in corso che abbiamo fatto. Per i computer a valvole, non era necessario se non per spiegare l'esistenza dei tubi. I progetti di chip sono arrivati ​​al punto di dover prevedere anche l'effetto Casimir (vuoto QM tra piastre cariche).

Perché non è abbastanza con Maxwell, Bohr, Lorentz, (Liénard)?

Maxwell non è sufficiente perché la teoria classica non può spiegare le molecole degli atomi e lo stato solido. Bohr non è sufficiente perché i calcoli primitivi non potevano essere usati in reticoli complicati. Lorenz è irrilevante per la fisica dello stato solido, le energie degli ioni e degli elettroni sono basse.

Lo trovo uno slogan abbastanza impreciso. È corretto come dire che senza la meccanica quantistica non ci sarebbero atomi perché gli elettroni sarebbero caduti sui nuclei.

Ci sarebbero i computer ma non come quelli moderni. I primi (elettrici) non dipendevano da effetti meccanici quantistici, utilizzavano tubi a vuoto al posto dei transitori. Per non parlare del fatto che puoi far funzionare computer meccanici anche sull'acqua (intendo per segnale invece che per corrente elettrica). Non molto efficiente però.

Quello che probabilmente intendevano è che gli effetti quantistici sono alla base della semiconduttività e dei transistor a stato solido che hanno portato a una vera rivoluzione elettronica. Hanno reso disponibili computer un po 'come le automobili prodotte da Ford, entrambi realizzati su larga scala ed economici.

EDIT: Quando si aggiunge "moderno". È un termine molto vago per me. Moderno come non meccanico - VC elettronico, che utilizza chip ad alta integrazione (transistor a stato solido), o oggi moderno?

Non sono sicuro che gli inventori di transistor abbiano utilizzato modelli QM per spiegare il loro lavoro, o gli inventori del primo microchip. Forse non dovevano, avevano solo bisogno di trovare buoni materiali. Nondimeno, caldo non può essere spiegato senza utilizzare QM, ma questa conoscenza non è necessaria per far funzionare le cose o inventarle e svilupparle.

Inoltre, sono sicuro che oggi le teorie QM siano necessarie e utilizzato per sviluppare transistor migliori e più piccoli. Queste teorie vengono utilizzate per simulare e progettare gli elementi costitutivi più elementari dei chip più avanzati che vengono prodotti al giorno d'oggi.

L'aggiunta della parola "moderno" al titolo della domanda la cambia completamente. Nei computer moderni sono necessari semiconduttori e l'intera teoria della fisica dello stato solido (strutture a bande, drogaggio, ecc.) Si basa su fondamenta della meccanica quantistica, poiché gli elettroni nei solidi semiconduttori si comportano in un modo più simile a un'onda che alle particelle. come, con ogni elettrone che occupa il proprio stato distinto. Far funzionare bene un semiconduttore richiede una comprensione approfondita di queste cose.

La meccanica quantistica ha portato a una più profonda comprensione dell ' emissione di elettroni di campo che è stata determinante nello sviluppo della teoria delle bande di energia degli elettroni e, in particolare, un apprezzamento del band gap . Questo ci ha permesso di elaborare la fisica dei semiconduttori e sviluppare modelli per selezionare e raffinare materiali e trattamenti semiconduttori.

La parola chiave che rende l'affermazione approssimativamente vera è "moderno". Ci sono molti dispositivi informatici che possono essere (e sono stati) creati utilizzando parti pre-transistor. Pascal e Leibniz hanno costruito dispositivi di aggiunta con ingranaggi. Babbage ha progettato (ma non ha costruito) un computer programmabile con ingranaggi, collegamenti e piastre metalliche con fori. Calcolatrici completamente meccaniche che potevano aggiungere erano onnipresenti prima della seconda guerra mondiale e vari altri dispositivi come tabulatori e calcolatrici che potevano moltiplicarsi erano disponibili (a un prezzo relativamente alto).

La carta classica che si ritiene abbia avuto inizio l'era moderna dell'informatica è la tesi di laurea del 1937 di Claude Shannon, che ha dimostrato che l'algebra booleana può essere utilizzata per progettare circuiti relè (che sono stati saggiamente utilizzati nelle reti di commutazione telefonica) . I primi computer utilizzavano una combinazione di relè elettromeccanici e diodi e triodi a valvole, il cui progetto dipende dalla balistica elettronica, che è in realtà modelli classici (sebbene coinvolga particelle quantistiche).

Un'area di la ricerca attiva ora è il calcolo biochimico, che programma i cicli di feedback delle proteine ​​nei batteri e-coli per eseguire calcoli booleani (estremamente semplici). E le persone si divertono a costruire parti logiche con giocattoli tinker, mechano e interruttori idraulici.

Ma ... il transistor e soprattutto il MOSFET sono gli unici dispositivi che attualmente abbiamo che possiamo fabbricare in modo affidabile con i miliardi o trilioni. Quindi quasi tutti i computer moderni (diciamo dopo il 1965 o giù di lì) sono costruiti quasi esclusivamente da transistor.

I primi computer elettronici con memoria memorizzata programmabile sono stati realizzati con triodi. Non hanno bisogno della meccanica quantistica per spiegare il loro funzionamento. Lee de Forest ha inventato il triodo nel 1906 http://en.wikipedia.org/wiki/Lee_De_Forest. Il FET è stato inventato da Lilienfeld nel 1926 http://en.wikipedia.org/wiki/Julius_Edgar_Lilienfeld, ed essendo un dispositivo portante maggioritario il suo funzionamento può essere spiegato a un ingegnere elettrico che lo progetterà e con esso molto bene senza mai ricorrere a nulla al di là delle equazioni fenomenologiche di Maxwell nel limite delle basse frequenze. Quando si tratta di transistor bipolari con i loro buchi, portatori di minoranza, ecc., È necessario qm.

L'ho sentito in molti discorsi e conferenze sulla meccanica quantistica, tuttavia non mi sembra di afferrare l'idea alla base.

Non c'è alcuna "idea" dietro esso. Solo chiacchiere generiche, come dire che non avremmo avuto la lampadina senza la legge di Ohm (Fatto: le lampadine esistevano prima che Ohm formalizzasse la sua legge e le prime lampadine pratiche Swan-Edison avevano una caratteristica: alta resistenza — derivata dalla legge di Ohm, tra molte altre innovazioni. La resistenza ohmica non è affatto essenziale per una lampadina).

Quello che voglio dire è che a quel punto la nostra comprensione moderna della meccanica quantistica ha portato a uno sviluppo tecnologico così fondamentale per i computer di oggi che non avremmo potuto farlo funzionare diversamente?

Stai mescolando l ' esistenza della meccanica quantistica con comprenderlo . In fisica, la teoria di solito segue l'osservazione (ad eccezione di alcuni casi drammatici). I computer odierni dipendono dall'azione dei semiconduttori-transistor, spiegata dalla teoria QM. La teoria QM ha permesso il perfezionamento dei transistor (ad esempio: prevedere quali materiali droganti avrebbero prodotto quali effetti su quali substrati). Questo, sebbene valido, non è affatto fondamentale per il computer o per i computer. Se avremmo potuto farlo funzionare in altro modo? Decisamente sì. Se è possibile competere con i computer di oggi con tecnologia non semiconduttrice? Questa è una domanda ipotetica! Gli alleati potrebbero aver perso la seconda guerra mondiale? Sì, ma non l'hanno fatto. Così è con i semiconduttori: erano (e sono) il miglior meccanismo disponibile per un computing onnipresente e economico.

Perché non basta con Maxwell, Bohr, Lorentz , (Liénard)?

Basta con Newton, Coulomb / Gauss, Faraday e van der Waals. Dipende solo da quale sia la tua definizione di "moderno". Ad esempio, immagina una macchina Babbage avanzata costruita con nanoparticelle, dotata di ingranaggi e ruote dentate molecolari. Ora immagina la macchina con collegamenti elettrici (usando dinamo e condensatori) per imitare un pinout della CPU. Questa macchina può sostituire un Core i5 ed eseguire Facebook? Assolutamente. abbiamo tali macchine? No.

No. Avevamo dispositivi "a stato solido" molto prima di capirli. Il raddrizzatore al selenio e il diodo "baffo di gatto" erano disponibili in commercio molto prima di averli compresi a livello quantistico ... XIX secolo se ho ragione.

Perché si dice che senza la meccanica quantistica non avremmo computer moderni?

Sospetto che questa affermazione sia spesso pronunciata da persone a cui piace sottolineare come la meccanica quantistica (e a volte, il loro lavoro) è importante. I computer sono macchine utili ampiamente riconosciute anche dai laici, il che li rende efficienti da usare come un martello in una discussione in cui qualcuno esprime i propri dubbi sulla teoria quantistica.

È vero che le teorie quantistiche hanno e vengono utilizzate nello studio materiali e sviluppo di dispositivi complicati. Non bisogna dimenticare, tuttavia, che questo uso è sotto forma di modelli semplici ed efficaci che sono ispirati in parte da idee quantistiche. Nessuno costruisce transistor basandosi sulla soluzione dell'equazione di Schroedinger per particelle 6E23.

La domanda se il computer moderno possa essere costruito senza la conoscenza della teoria quantistica è difficile da rispondere, perché il computer moderno è il risultato di decenni di evoluzione e lavoro di migliaia di persone. Isolarli dalle teorie quantistiche in un esperimento controllato in cui si sforzerebbero di costruire computer moderni sarebbe molto difficile da raggiungere.

Quindi, finora, il detto è una speculazione.