La raison est très simple. Les ordinateurs dépendent de l'électronique. Même les premières diodes et triodes dont étaient constitués les premiers ordinateurs volumineux dépendaient de la nature de la mécanique quantique de la matière. Les technologies actuelles avec la technologie des puces dépendent directement des niveaux d'énergie et des bandes de conduction, etc. dans l'électronique utilisée. La semi-conductivité est un phénomène de mécanique quantique.

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Ce que je veux dire, c'est à quel point notre la compréhension de la mécanique quantique a conduit à un développement technologique si fondamental pour les ordinateurs d'aujourd'hui que nous n'aurions pas pu le faire fonctionner autrement?

Le point crucial où les calculs de mécanique quantique sont devenus nécessaires a été l'utilisation de la technologie des transistors, qui est devenue la technologie des puces. C'est avec l'invention du transistor que la maîtrise des calculs de mécanique quantique a été nécessaire pour les sauts en cours que nous avons faits. Pour les ordinateurs à tubes à vide, ce n'était pas nécessaire sauf pour expliquer l'existence des tubes. Les conceptions de puces ont même atteint le point de devoir prévoir l'effet Casimir (vide QM entre plaques chargées).

Pourquoi cela ne suffit pas avec Maxwell, Bohr, Lorentz, (Liénard)? / p>

Maxwell n'est pas suffisant car la théorie classique ne peut pas expliquer les molécules d'atomes et l'état solide. Bohr ne suffit pas car les calculs primitifs ne peuvent pas être utilisés dans des treillis compliqués. Lorenz n'est pas pertinent pour la physique du solide, les énergies des ions et des électrons sont faibles.

Je trouve ce slogan assez imprécis. C'est aussi correct que de dire sans mécanique quantique qu'il n'y aurait pas d'atomes parce que les électrons seraient tombés sur les noyaux.

Il y aurait des ordinateurs mais pas comme les modernes. Les premiers (électriques) ne dépendaient pas des effets de la mécanique quantique, ils utilisaient des tubes à vide à la place des transitions. Sans oublier que vous pouvez faire fonctionner des ordinateurs mécaniques même sur l'eau (je veux dire pour le signal au lieu du courant électrique). Pas très efficace cependant.

Ce qu'ils voulaient probablement dire, c'est que les effets quantiques sont à la base de la semi-conductivité et des transistors à semi-conducteurs qui ont conduit à une véritable révolution électronique. Ils ont rendu des ordinateurs disponibles un peu comme les voitures fabriquées par Ford, à la fois en production à grande échelle et bon marché.

EDIT: Quand vous ajoutez «moderne». C'est un terme très vague pour moi. Moderne comme non mécanique - VC électronique, utilisant des puces à haute intégration (transistors à semi-conducteurs), ou de nos jours modernes?

Je ne sais pas si les inventeurs de transistors ont utilisé des modèles QM pour expliquer leur travail, ou les inventeurs de la 1ère micro-puce. Peut-être qu'ils n'avaient pas à le faire, ils avaient juste besoin de trouver de bons matériaux. Néanmoins, cela ne peut pas être expliqué sans utiliser QM, mais cette connaissance n'est pas nécessaire pour que les choses fonctionnent ou les inventent et les développent.

De plus, je suis sûr qu'aujourd'hui les théories de la QM sont nécessaires et utilisé pour développer des transistors meilleurs et plus petits. Ces théories sont utilisées pour simuler et concevoir la plupart des éléments de base des puces les plus avancées qui sont produites de nos jours.

L'ajout du mot «moderne» au titre de la question la change complètement. Dans les ordinateurs modernes, vous avez besoin de semi-conducteurs, et toute la théorie de la physique du solide (structures de bande, dopage, etc.) est basée sur une base de mécanique quantique - puisque les électrons dans les solides semi-conducteurs se comportent d'une manière qui ressemble plus à des ondes qu'à des particules. comme, avec chaque électron occupant son propre état distinct. Pour qu'un semi-conducteur fonctionne correctement, il faut une compréhension approfondie de ces éléments.

La mécanique quantique a conduit à une compréhension plus approfondie de l ' émission d'électrons de champ, qui a joué un rôle déterminant dans le développement de la théorie des bandes d'énergie électronique et, en particulier, une appréciation de la bande interdite. . Cela nous a permis de travailler sur la physique des semi-conducteurs et de développer des modèles de sélection et d'affinage des matériaux et traitements semi-conducteurs.

Le mot clé qui rend cette affirmation à peu près vraie est «moderne». Il existe de nombreux dispositifs informatiques qui peuvent être (et ont été) créés à l'aide de composants pré-transistors. Pascal et Leibniz ont construit des dispositifs d'ajout avec des engrenages. Babbage a conçu (mais n'a pas construit) un ordinateur programmable avec des engrenages, des liaisons et des plaques métalliques percées de trous. Les calculatrices entièrement mécaniques qui pouvaient être ajoutées étaient omniprésentes avant la Seconde Guerre mondiale, et divers autres appareils comme les tabulateurs et les calculatrices qui pouvaient se multiplier étaient disponibles (pour un prix relativement élevé).

l'ère moderne de l'informatique est la thèse de maîtrise de 1937 de Claude Shannon, qui a démontré que l'algèbre booléenne peut être utilisée pour concevoir des circuits de relais (qui étaient généralement utilisés dans les réseaux de commutation téléphonique) . Les premiers ordinateurs utilisaient une combinaison de relais électromécaniques et de diodes et triodes à tube à vide, dont la conception dépend de la balistique électronique, qui est vraiment des modèles classiques (bien que cela implique des particules quantiques.)

Une zone de la recherche active est maintenant le calcul biochimique, qui programme les boucles de rétroaction des protéines dans les bactéries e-coli pour effectuer des calculs booléens (extrêmement simples). Et les gens s'amusent à construire des pièces logiques à partir de jouets, de mécanos et d'interrupteurs hydrauliques.

Mais ... le transistor, et en particulier le MOSFET, sont les seuls appareils dont nous disposons actuellement que nous pouvons fabriquer de manière fiable en les milliards ou trillions. Donc presque tous les ordinateurs modernes (disons après 1965 environ) sont construits presque exclusivement à partir de transistors.

Les premiers ordinateurs électroniques à mémoire stockée programmable ont été fabriqués avec des triodes. Ils n'ont pas besoin de mécanique quantique pour expliquer leur fonctionnement. Lee de Forest a inventé la triode en 1906 http://en.wikipedia.org/wiki/Lee_De_Forest. Le FET a été inventé par Lilienfeld en 1926 http://en.wikipedia.org/wiki/Julius_Edgar_Lilienfeld, et étant un appareil de transport majoritaire, son fonctionnement peut être expliqué à un ingénieur électricien qui le concevra et avec elle très bien sans jamais recourir à quoi que ce soit au-delà des équations phénoménologiques de Maxwell dans la limite des basses fréquences. Quand il s'agit de transistors bipolaires avec leurs trous, porteurs minoritaires, etc., alors il faut qm.

J'ai entendu cela dans de nombreux discours et conférences sur la mécanique quantique, mais je ne semble pas comprendre l'idée derrière cela.

Il n'y a aucune «idée» derrière il. Juste des discussions générales, comme dire que nous n'aurions pas l'ampoule sans la loi d'Ohm (Fait: les ampoules existaient avant qu'Ohm n'officialise sa loi, et les premières ampoules Swan-Edison pratiques avaient une caractéristique - élevée résistance — dérivée de la loi d'Ohm, parmi de nombreuses autres innovations. La résistance ohmique n'est pas du tout essentielle pour une ampoule).

Ce que je veux dire, c'est à quel point c'est notre compréhension moderne de la mécanique quantique conduit à un développement technologique si fondamental pour les ordinateurs d'aujourd'hui que nous n'aurions pas pu le faire fonctionner autrement?

Vous mélangez l ' existence de la mécanique quantique avec comprendre de celui-ci. En physique, la théorie suit généralement l'observation (à l'exception de quelques cas dramatiques). Les ordinateurs d'aujourd'hui dépendent de l'action des semi-conducteurs-transistors, ce qui est expliqué par la théorie QM. La théorie QM a permis le raffinement des transistors (par exemple: prédire quels matériaux dopants produiraient quels effets sur quels substrats). Ceci, bien que bon, n’est pas du tout fondamental pour l’informatique ou les ordinateurs. Si nous aurions pu le faire fonctionner d'une autre manière? Définitivement oui. Est-il possible de concurrencer les ordinateurs d'aujourd'hui avec une technologie non semi-conductrice? C’est une question hypothétique! Les Alliés auraient-ils pu perdre la Seconde Guerre mondiale? Oui, mais non. Il en va de même pour les semi-conducteurs - ils étaient (et sont) le meilleur mécanisme disponible pour l’informatique omniprésente bon marché.

Pourquoi cela ne suffit pas avec Maxwell, Bohr, Lorentz , (Liénard)?

C’est assez avec Newton, Coulomb / Gauss, Faraday et van der Waals. Cela dépend uniquement de votre définition de «moderne». Par exemple, imaginez une machine Babbage avancée construite avec des nanoparticules, comportant des engrenages moléculaires et des rouages. Imaginez maintenant ladite machine avec des liaisons électriques (utilisant des dynamos et des condensateurs) pour imiter un brochage du CPU. Cette machine peut-elle remplacer un Core i5 et exécuter Facebook? Absolument. Avons-nous eu de telles machines? Non.

Non. Nous avions des dispositifs «à semi-conducteurs» bien avant de les comprendre. Le redresseur de sélénium et la diode «chats moustaches» étaient disponibles dans le commerce bien avant de les comprendre au niveau quantique ... 19e siècle si je ne me trompe pas.

Pourquoi dit-on que sans mécanique quantique, nous n'aurions pas d'ordinateurs modernes?

Je soupçonne que cette affirmation est souvent prononcée par des gens qui aiment souligner comment la mécanique quantique (et parfois, leur travail) est important. Les ordinateurs sont des machines utiles largement reconnues, même par les profanes, ce qui les rend efficaces à utiliser comme marteau dans une discussion où quelqu'un exprime ses doutes sur la théorie quantique.

Il est vrai que les théories quantiques ont et sont utilisées dans l'étude matériaux et développer des dispositifs complexes. Il ne faut cependant pas oublier que cette utilisation se présente sous la forme de modèles simples et efficaces qui s'inspirent en partie des idées quantiques. Personne ne construit de transistors sur la base de la solution de l'équation de Schroedinger pour les particules 6E23.

La question de savoir si un ordinateur moderne pourrait être construit sans connaissance de la théorie quantique est difficile à répondre, car l'ordinateur moderne est le résultat de décennies d'évolution et travail de milliers de personnes. Les isoler des théories quantiques dans une expérience contrôlée où ils s'efforceraient de construire un ordinateur moderne serait très difficile à réaliser.

Ainsi, jusqu'à présent, le dicton est une spéculation.