Dieses umfassende Lehrbuch bietet eine klare und präzise Darstellung der grundlegenden Prinzipien und mathematischen Behandlungen der Quantenmechanik. Es ist speziell für Studenten der Elektrotechnik und Materialwissenschaften konzipiert, aber auch für professionelle Ingenieure in den Bereichen Quantencomputing, Quantenkommunikation und Quantensensoren wertvoll.

Das Buch verknüpft die theoretischen Konzepte der Quantenmechanik mit realen Anwendungen. Es enthält Beispiele für Quantengatter und -schaltungen, Quantenalgorithmen, Quantenteleportation, supraleitende Quanteninterferenzvorrichtungen und Quantenkaskadenlaser. Diese Beispiele helfen den Lesern, die praktischen Implikationen und das Potenzial der Quantenmechanik in verschiedenen Branchen zu verstehen.

Der Schwerpunkt des Lehrbuchs liegt auf der Quantenmechanik von Elektronen in Festkörpern. Es behandelt Themen wie die Schrödingergleichung, Quantenüberlagerung und -messung, die Ausbreitung von Elektronenwellen in entworfenen Potenzialen und die Licht-Materie-Wechselwirkung. Das letzte Kapitel vertieft die quantenmechanische Ingenieurwissenschaft von Bandstrukturen, elektronischen und optischen Eigenschaften sowie aufstrebenden Nanomaterialien mit einzigartigen Eigenschaften.

Um das Verständnis des Lesers zu verbessern, schließt jeder Abschnitt mit einer Sammlung von Übungen ab. Diese Übungen bieten den Studierenden die Möglichkeit, die gerade gelernten Prinzipien anzuwenden und ihr Verständnis der Quantenmechanik zu vertiefen.

Insgesamt dient dieses gut strukturierte Lehrbuch als wertvolle Ressource für Ingenieurstudenten und Fachleute, die ein umfassendes Verständnis der Quantenmechanik erlangen möchten. Die klaren Erklärungen, realen Beispiele und praktischen Anwendungen machen es zu einem unverzichtbaren Leitfaden in diesem Bereich.

Rezension von Anca Sala, Kettering University, USA.

Definitionen:
– Quantenmechanik: Ein Zweig der Physik, der das Verhalten von Materie und Energie auf kleineren Skalen beschreibt, wo die klassische Physik keine genauen Erklärungen liefert.
– Quantencomputing: Eine Art von Computing, das Quantenphänomene wie Überlagerung und Verschränkung nutzt, um Berechnungen effizienter als klassische Computer durchzuführen.
– Quantenkommunikation: Das Studienfeld, das sich mit sicherer Kommunikation unter Verwendung von Prinzipien der Quantenmechanik, wie z.B. der quantenverteilten Schlüsselverteilung, befasst.
– Quantensensoren: Geräte, die Quantenphänomene zur Messung physikalischer Größen mit hoher Präzision und Empfindlichkeit nutzen.
Quellen:
– Buchrezension von Anca Sala, Kettering University, USA. (Quelle: Optica)