क्वांटम यांत्रिकी डेटा के सुपर छोटे पैकेट में दुनिया का वर्णन करता है जिसे क्वांटा कहा जाता है, जिनमें से प्रत्येक समग्र बड़े पूरे के एक अत्यंत छोटे हिस्से के समान कंपन से होता है। क्वांटम यांत्रिकी छोटे उप-परमाणु कणों के अजीब व्यवहार का वर्णन करता है जिन्हें क्विबिट कहा जाता है जो बहुत सटीक कंप्यूटर हार्डवेयर की इकाइयाँ हैं। उन्हें बिट प्रकार के रूप में सोचा जा सकता है। प्रत्येक बिट का एक अलग मान होता है, ठीक उसी तरह जैसे बाइनरी या हेक्साडेसिमल में मापा जाने पर इलेक्ट्रॉनिक बिट के अलग-अलग मान होते हैं। qubits कैसे काम करता है, इस विवरण को सापेक्षता का सिद्धांत कहा जाता है, क्योंकि यह क्वांटम यांत्रिकी को सामान्य सापेक्षता के साथ जोड़ता है, जो ब्रह्मांड का एक और महान सिद्धांत है।
शास्त्रीय यांत्रिकी का वर्णन है कि कैसे दुनिया के सभी भौतिक नियम पृथ्वी के माध्यम से पारित होते हैं, जिसमें पदार्थ, ऊर्जा और यहां तक कि अंतरिक्ष भी शामिल है। यह आमतौर पर स्वीकार किया जाता है कि ब्रह्मांड प्राथमिक कणों से बना है, जिसमें प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और एंडरॉन शामिल हैं। ये कण, अपनी अनूठी विशेषताओं के साथ, ऊर्जा ले जाते हैं, लेकिन परमाणुओं के विपरीत, निरंतर रासायनिक प्रक्रिया में नहीं होते हैं। इसके बजाय, वे तेजी से आगे बढ़ते हैं, और इस क्रिया के कारण वे माइक्रोवेव विकिरण का उत्सर्जन करते हैं, और इस माइक्रोवेव विकिरण की एक विशेषता है जो केवल उनके लिए अद्वितीय है।
शास्त्रीय यांत्रिकी और क्वांटम यांत्रिकी के बीच मुख्य अंतर यह है कि शास्त्रीय कणों में कोई पारस्परिक आराम नहीं होता है, लेकिन वे एक प्रकार की सुरंग राज्य से गुजरते हैं, जहां वे हमेशा एक ही स्थिति में रहते हैं। जब कण आराम में आते हैं, तो वे रेडियो तरंगों के रूप में विकिरण उत्सर्जित करते हैं, जिसे उपग्रहों की परिक्रमा करके बाहर भेजा जाता है। इस प्रकार, शास्त्रीय यांत्रिकी वर्णन करता है कि एक इलेक्ट्रॉन कैसे चलता है, जबकि क्वांटम यांत्रिकी वर्णन करता है कि एक इलेक्ट्रॉन अन्य कणों के साथ कैसे संपर्क करता है। शास्त्रीय यांत्रिकी यह भी बताती है कि दूरी को कैसे मापना है, क्योंकि प्रकाश की गति मील प्रति सेकंड में मापी जाती है, और जब एक इलेक्ट्रॉन चलता है तो यह नहीं बदलता है।
क्वांटम यांत्रिकी दशकों से वैज्ञानिकों के लिए एक रहस्य रहा है, क्योंकि कोई भी निश्चित नहीं था कि यह क्या वर्णन कर रहा था। समस्या का एक हिस्सा यह था कि परमाणु या आणविक स्तर को देखना मुश्किल था, क्योंकि ये सिस्टम इतने छोटे हैं कि आप उन्हें वास्तव में नहीं देख सकते हैं। एक और समस्या यह थी कि यह माना जाता था कि कण और परमाणु इतने अनोखे थे कि सामान्य ज्ञान का उपयोग करके उनका वर्णन नहीं किया जा सकता था। अंत में, आइंस्टीन और क्वांटम यांत्रिकी ने हमें कुछ जवाब दिए, लेकिन उन्होंने इसमें शामिल कानूनों की पूरी तरह से व्याख्या नहीं की।
आइंस्टीन एक एकीकृत क्षेत्र सिद्धांत विकसित करने में अग्रणी थे जिसने क्वांटम यांत्रिकी के बारे में बहुत कुछ समझाया, जिसमें क्वार्क के परमाणु स्तर और उनकी बातचीत के साथ प्लैंक स्थिरांक के मैक्रोस्कोपिक क्षेत्र का एकीकरण शामिल है। आइंस्टीन के सापेक्षता के सिद्धांत ने अंतरिक्ष, समय और त्वरित त्वरक को एकीकृत किया, और बाद में इसका उपयोग पहला काम करने वाला इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटर, दुनिया का पहला काम करने वाला उपग्रह, प्रकाश बल्ब का आविष्कार, और शायद सबसे महत्वपूर्ण रूप से इंटरनेट का आविष्कार करने के लिए किया गया था। हालांकि आइंस्टीन का सिद्धांत इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन जैसे उप-परमाणु कणों का पूरी तरह से वर्णन नहीं करता है, फिर भी इसे वैज्ञानिक समुदाय के भीतर काफी हद तक स्वीकार किया जाता है। इसके लिए प्रेरणा का एक हिस्सा यह है कि अल्बर्ट आइंस्टीन विज्ञान कथाओं के शौकीन थे और इसने निश्चित रूप से उन्हें उप-परमाणु दुनिया पर कुछ नया प्रकाश डालने में मदद की।
भौतिक विज्ञानी वर्तमान में क्वांटम यांत्रिकी की भविष्यवाणियों का परीक्षण उसी सटीकता के साथ नहीं कर सकते हैं जैसे वे विज्ञान की अन्य शाखाओं का परीक्षण करते हैं। इसमें कई चर हैं। उदाहरण के लिए, यदि दो अलग-अलग कण कक्षा में एक साथ आते हैं या एक हवाई जहाज के पंख पर उड़ते हैं, तो वे समन्वय प्रणाली नामक मापने वाले उपकरणों के एक सेट का उपयोग करके एक-दूसरे के करीब हो सकते हैं। फिर भी, यह कहना आसान नहीं है कि क्या उन कणों को समान मात्रा में ऊर्जा द्वारा स्थानांतरित किया जा रहा है या समान दर से त्वरित किया जा रहा है।
एक प्रयोग क्वांटम यांत्रिकी की वैधता को साबित करने के लिए एक शक्तिशाली लेजर का उपयोग करता है, लेकिन परिकल्पना को सत्यापित करने के लिए कई और प्रयोग करने होंगे। इसके लिए अलग-अलग तापमान वाले दो स्थानों को इतनी दूरी पर रखने की भी आवश्यकता होगी कि उनकी दूरी बिल्कुल लेजर द्वारा मापी जाएगी। यह कुछ बहुत ही सरल पता लगाने का एक जटिल तरीका लगता है, है ना? समस्या यह है कि अंतरिक्ष के माध्यम से सूचना भेजने के लिए लेजर पर्याप्त मजबूत नहीं हैं, इसलिए अलग-अलग तापमान पर दो स्थानों से जानकारी को मापने के लिए बस एक और विधि की आवश्यकता होगी। वास्तव में, कभी भी सुपरपोजिशन के सिद्धांत को साबित करने के लिए ऐसा कोई प्रयोग नहीं किया गया है।
भौतिक विज्ञान के नियम कैसे काम करते हैं, इसका वर्णन करने के लिए वैज्ञानिक QCD (उच्चारण “quah dinger”) नामक एक मॉडल का उपयोग करते हैं, और उन्होंने इसका उपयोग एक नए प्रकार के डिटेक्टर के लिए एक प्रोटोटाइप बनाने के लिए किया है। एक कण बनाने के लिए इलेक्ट्रॉनों का उपयोग करने के बजाय, QCD एक मॉडल पर निर्भर करता है जिसे Schr dinger स्थिरांक कहा जाता है। यह शब्द आभासी कण की स्थिति और उसकी गति के बीच संबंध का वर्णन करता है, और इसे रोबोट नामक उपकरण का उपयोग करके मापा जाता है। दो बिंदुओं के बीच की दूरी को मापकर, वैज्ञानिक यह निर्धारित कर सकते हैं कि आभासी कण कितनी तेजी से आगे बढ़ रहा है, जो यह निर्धारित करने के लिए आवश्यक है कि वास्तविक कण कितनी तेजी से आगे बढ़ रहा है।