Het woord 'kwantum' komt uit het Latijn en betekent 'hoeveelheid'. In de wetenschap, vooral in de fysica, verwijst het naar een discrete, niet-deelbare hoeveelheid van een eigenschap, zoals energie of materie. Dit begrip heeft zijn oorsprong in de early 20e eeuw, toen wetenschappers zoals Max Planck en Albert Einstein begonnen te experimenteren met deeltjes op microscopische schaal.
Kwantummechanica is een tak van de natuurkunde die zich bezighoudt met het gedrag van materie en energie op atomaire en subatomaire niveaus. Het beschrijft fenomenen zoals golf-deeltje dualiteit, quantisatie van energie, en de probabilistische aard van deeltjes. In tegenstelling tot klassieke fysica, waar objecten op voorspelbare manieren bewegen, beschrijft kwantummechanica hoe deeltjes zich gedragen in termen van waarschijnlijkheid en onzekerheid.
Kwantumfysica is fundamenteel voor veel van de technologieën die we dagelijks gebruiken, zoals lasers, magnetische resonantiebeeldvorming (MRI), en zelfs de werking van smartphones en computers. Het heeft de basis gelegd voor innovaties op het gebied van communicatietechnologie, en helpt ons begrijpen en ontwikkelen van nieuwe materialen en energieoplossingen die ons leven efficiënter en duurzamer maken.
De basisprincipes van kwantumcomputing zijn gebaseerd op het gebruik van qubits, in plaats van de traditionele bits die in klassieke computertechnologie worden gebruikt. Qubits kunnen bestaan in meerdere toestanden tegelijkertijd, dankzij het principe van superpositie. Dit stelt kwantumcomputers in staat om complexe berekeningen veel sneller uit te voeren dan klassieke computers door gelijktijdig verschillende uitkomsten te analyseren en te verwerken.
In de kwantumwereld zijn deeltjes niet altijd te beschrijven met klassieke termen zoals 'positie' of 'snelheid'. In plaats daarvan kunnen ze zich op meerdere plaatsen tegelijkertijd bevinden, wat leidt tot fenomenen als interferentie. Dit staat in contrast met de klassieke fysica, waar deeltjes altijd in een bepaalde staat en positie bestaan, wat leidt tot voorspelbare uitkomsten. De kwantumwereld is veel minder intuïtief en vraagt om een andere manier van denken.