mteb/MIRACLReranking huggingface dataset:
لحية التيس تعتبر نباتات السلسفي مثالًا لملاحظة تطور أنواع بيولوجية جديدة هجينة. وفي فترة مبكرة من بدايات القرن العشرين أدخل الإنسان ثلاثة أنواع من "لحية التيس" إلى "أمريكا الشمالية". هذه الأنواع، السلسفي الغربي ("تراجوبوجون. ديوبيوس"), سلسفي المرج ("تراجوبجون. براتينسيس")، ونبات المحار ("تراجوبجون بوريفوليوس")، تعتبر الآن حشائش الأراضي القاحلة الحضرية. وفي فترة الخمسينيات عثر النباتيون على نوعين بمناطق إيداهو وواشنطن حيث تتداخل الأنواع الثلاثة المعروفة. يعتبر "تراجوبون المهجن", رباعي الصيغة الصبغية مهجن من "تراجوبوجون. ديوبيوس" و"تراجوبوجون. براتينسيس". ويعتبر النوع الآخر "تراجوبوجون ميريوس"، أيضًا متغاير الصيغ الصبغية، إلا أن أسلافها كانت "تراجوبوجون. ديوبيوس" و"تراجوبوجون بوريفوليوس". ويُشار عادة إلى هذه الأنواع باسم "مهجنات "أونباي" على اسم أول شخص نباتي قام بوصفها. تنمو تجمعات "تراجوبوجون ميريوس" في المقام الأول من خلال أعضائها، إلا أن حلقات التهجين تستمر في الإضافة إلى تجمعات "تراجوبوجون ميريوس".
فرداني توجد بعض النباتات والحيوانات على شكل متعدد الصيغة الصبغية حيث يوجد أكثر من زوجين من الكروموسومات، حيث يوجد أحد أنواع القمح على شكل 6 مجموعات من الكروموسومات.
أرز وتوجد أيضاً أنواع برية كثيرة ثنائية أو رباعية الصيغة الصبغية، تنتشر في أمريكا وإفريقيا والهند وإندونيسيا والفيليبين وماليزيا وغيرها.تصنف في ثلاث فئات من الأصناف هي:
كيماء حيوية زرنيخية تشير الكيماء الحيوية الزرنيخية إلى العمليات الكيميائية الحيوية التي يمكن أن تستخدم الزرنيخ أو مركباته مثل الزرنيخات. الزرنيخ هو عنصر متوسط الوفرة في القشرة الأرضية، ورغم أن العديد من المركبات الزرنيخية تُعتبَر في الغالب عالية السُّمية لمعظم الكائنات الحية؛ إلا أن العديد من المركبات العضوية الزرنيخية تتم عملية أيضها لدى العديد من الكائنات. وهذا النمط عام بالنسبة للعناصر ذات الصلة بما في ذلك السيلينيوم الذي يمكن أن يُظهر كُلّا من التأثيرات المفيدة والمؤذية. الكيمياء الحيوية الزرنيخية اصبحت موضع اهتمام منذ العثور على العديد من المركبات الزرنيخية السامة في بعض المياه الجوفية، وهذا من المحتمل أن يؤثر على الملايين من الناس عبر عمليات كيميوحيوية.
تم التقرير بأن الزرنيخ يُسبِّب تغْييرات في الدنا مثل اختلال الصيغة الصبغية، تشكل النواة الصغيرة، الاضطراب الصبغي، طفرات الحذف، تبادل الكروماتيدات الشقيقة، الربط التشابكي للدنا مع البروتين. تم إثبات أن الزرنيخ لا يتفاعل مباشرة مع الدنا وأنه يعتبر مطفِّرا ضعيفا، لكنه يساعد في تطفيرية المسرطِنات الأخرى، على سبيل المثال يزداد التآزر في نشاط التطفير لدى الزرنيخ عند امتصاص خلايا الإنسان وثدييات أخرى الأشعة فوق البنفسجية ثم تعرُّضِها للزرنيخ. تقترح سلسلة من تجارب الملاحظة أن السُمية الجينية للزرنيخ مرتبطة أساسا بجيل من أنواع الأكسجين التفاعلي (ROS) أثناء تحولها البيولوجي. إنتاج مركبات ROS قادرٌ على توليد ناتج إضافة دنا، شروخات في سلسلة الدنا، تشابكات واضطرابات صبغية. الضرر التأكسدي سببه التغيرات في القواعد النووية للدنا، وبشكل خاص 8-أوكسو غوانين (8-OHdG) والذي يُسبب طفرات G:C إلى T:A. يمكن أن يسبب الزرنيخ غير العضوي شررخا في سلسلة الدنا حتى في تراكيز منخفضة.
تعتبر عملية تثبيط ترميم الدنا أحد الآليات الأساسية للتسمم الجيني الزرنيخي غير العضوي. ترميم استئصال النوكليوتيد (NER) وترميم استئصال القاعدة (BER) هما الآليتان المستخدمتان في ترميم تضرر قواعد الدنا المسببة بواسطة ROS بعد التعرض للزرنيخ. بشكل خاص، ترميم استئصال النوكليوتيد هو المسار الأساسي لترميم التشوهات المتكتلة في لولب الدنا المزدوج، في حين أن ترميم استئصال القاعدة هو آلية تستخدم أساسا في ترميم شروخات سلسلة واحد سببتها ROS، لكن يمكن كذلك للزرنيخ غير العضوي تثبيط آلية الترميم باستئصال القاعدة.
جسم قطبي وتعمل الأجسام القطبية على إزالة نصف مجموعة الكروموسومات ثنائية الصبغية الناتجة عن الانقسام الخلوي في البويضة، تاركة وراءها خلية أحادية الصيغة الصبغية. ولإنتاج الأجسام القطبية، يجب أن تنقسم الخلية بشكل غير متماثل، ويتم تكوينها من خلال حدوث تجعد بالقرب من نقطة معينة على غشاء الخلية. ويحفز وجود الكروموسومات على تكوين غطاء قشري من الأكتوميوزين، وهيكل من حلقات ميوسين II ومجموعة من ألياف المغزل، التي يشجع دورانها انقسام الجسم القطبي بعيدًا عن الخلية البيضية.
تكون الحيوانات المنوية الإنطاف أو تكوُّنُ الحيوانات المنويّة أو تكون المني أو عمليّة يتطوَّر فيها الحيوان المنويّ الحيّ (أو "السبيرماتوزون") أحاديّ الصيغة الصبغيّة من خليّة جنسيّة (أو عروسيّة أو منتشة) في الأنابيب المنويّة للخصية. تبدأ هذه العمليّة بالانقسام التفتليّ لخلايا جذعيّة تقع بالقرب من الغشاء القاعديّ للأنابيب، وتُدعى هذه الخلايا بالخلايا الجذعيّة بزرة النطاف. ينتج عن هذا الانقسام التفتليّ نوعان من الخلايا. تسدُّ خلايا النمط A نقص الخلايا الجذعيّة، فيما تتمايز خلايا النمط B إلى خلايا نُطْفِيّة. تنقسم الخلايا النُطْفِيّة الأوليّة تفتليّاً (انقساماً مُنصِّفاً أولاً) إلى خليتين نُطفيّتين ثانويّتين، تنقسم بدورها كل خليّة نُطفيّة ثانويّة إلى أرومتين نطفيّتين أو طليعتين منويّتين أحاديتي الصيغة الصبغيّة بالانقسام المُنصّف الثاني. تتحول الأرومة النطفيّة إلى حيوانات منويّة (نِطاف) بعمليّة تكوُّن النِطاف. تتطوَّرُ هذه بدورها إلى حيوانات منويّة بالغة، تُعرف أيضاً باسم الخلايا المنويّة. وهكذا، فإن الخليّة النُطْفِيّة الأوليّة ستعطي خليتين نطفيّتين ثانويّتين، وستعطي هذه الخليّتين النطفيّتين الثانويّتين بانقساماتهما الفرعيّة أربع حيوانات منويّة.
أورام الجملة العصبية المركزية شرود للصبغيات وتبادل المواقع (Translocation) بين جزأين من الحمض النووي، أي أن مقطعا من الحمض النووي بصبغي معين يشرد ملتحقا بصبغي مختلف وغير متماثل معه، مما يؤدي إلى إعادة ترتيب البرامج المشفرة بالحمض النووي للخلية مع ثبات الخطأ وتعطل النظام والسياق الموجه لأطوارها المختلفة، وهذا الاختلال على وجه الخصوص يُعد مسؤولا عن نشوء بعض الأنواع من أورام الأطفال، خصوصا بعض أنواع اللوكيميا.
اختبار ما قبل الولادة تم إجراء بحث لمعرفة كيف شعرت النساء حول التشخيص غير التوغلي لاختلال الصيغة الصبغية للجنين باستخدام دم الأم. أجريت هذه الدراسة باستخدام الاستطلاعات. تم تقرير أن اثنان وثمانون في المائة من النساء الحوامل و تسعة وسبعون في المئة من طلبة الطب الإناث وصفن هذا النوع من التشخيص في ضوء إيجابي، متفقات على أنه إجراء هام من أجل الرعاية السابقة للولادة. وعمومًا، أقرت النساء بشكل متفائل أن هذا النوع من التشخيص سيكون متاحًا في المستقبل.
إلى جانب البحث المباشر عن التشوهات الصبغية و تشقق العمود الفقري، يمكن لاختبارات الدم أن تشير إلى حالات أخرى إضافية:
اختبار ثلاثي يتم قياس كل من بيتا إتش سي جي الحر وبروتين البلازما أ المرتبط بالحمل. مع ذلك ما زال يتم إدراج عمر الأم والوزن والسلالة العرقية وما إلى ذلك. في المملكة المتحدة، يعتبر الاختبار الثنائي جزء من الاختبار المدمج للتشخيصات السابقة للولادة.
يتم أحيانًا إضافة اختبار لمستويات الإنهبين مزدوج الصيغة الجزيئية إلى الاختبارات الثلاثة الأخرى، تحت مسمى"الاختبار الرباعي." هناك أسماء أخرى تستخدم من بينها "اختبار رباعي" أو "فحص رباعي" أو "فحص ذو أربعة أجزاء". سيظهر الإنهبين أ مرتفعا في حالات التثلث الصبغي 21، ومنخفضا في حالات التثلث الصبغي 18.
نسر أصغر أصفر الرأس لايزال التصنيف الدقيق للنسر الأصغر أصفر الرأس والأنواع الستة الباقية من نسور العالم الجديد غير واضح. بالرغم من أن نسور العالمين الجديد والقديم متشابهة في المظهر والأدوار البيئية، إلا أنها تطورت من أسلاف مختلفة. والفرق بين الفصيلتين حالياً قيد المناقشة، لكن هناك من اقترح سابقًا بأن نسور العالم الجديد وثيقة الصلة أكثر باللقالق. حالياً، هناك عدة مراجع علمية حافظت على التوجه العام لوضع نسور العالم الجديد ضمن رتبة صقريات الشكل مع نسور العالم القديم، أو وضعها في رتبة خاصة بها هي "نقية الشكل". قام اتحاد علماء الطيور الأمريكي بإزالة نسور العالم الجديد من رتبة اللقلقيات، وإدرجها ضمن الأصناف غير المحددة، مع الإبقاء على المُلاحظة القائلة بإمكانية إدراجها ضمن رتبة صقريات الشكل. ككل نسور العالم الجديد، يصل عدد الصبغيات في الصيغة الصبغية عند النسور الصغرى صفراء الرأس إلى 80 صبغية (كروموسوم).
تكاثر النبات تنقسم كل خلية أم لحبات الطلع (2ن) الموجودة في الأكياس الطلعية الفتية انقساماً منصفاً معطية أربع خلايا أحادية الصيغة الصبغية (1ن) تمثل الأبواغ الدقيقة، تتمايز داخل الأكياس الطلعية إلى حبات طلع ناضجة.
نباتات جنينية النباتات الجنينية تطورت من الأشنيات الخضراء (Chlorophyta) خلال الحقيبة البليوزية Paleozoic. تعتبر الكاريات أو النباتات الحجرية أفضل ممثل لهذه المرحلة التطورية. هذه النباتات الشبيهة بالأشنيات خضعت لتعديل بين الأجيال وحيدة الصيغة الصبغية haploid وثنائية الصيغة الصبغية diploid أو ما يدعى نبات عروسي gametophyte ونبات بوغي sporophyte. في النباتات الجنينية الأوائل حيث أصبحت النباتات البوغية مختلفة جدا في البنية والوظيفة، بقيت صغيرة وتعتمد على آبائها لدعم حياتها القصيرة. هذه النباتات دعيت بشكل غير رسمي النباتات اللاوعائية . وهي تتضمن ثلاثة مجموعات ما زالت باقية لم تنقرض :جميع النباتات الطحلبية صغيرة نسبياً وعادةً مرتبطة ببيئات رطبة، تعتمد على الماء لنشر أبواغها spore. النباتات الأخرى تكيفت بشكل أفضل مع شروط الحياة البرية، ظهرت في العهد السلورياني Silurian. خلال العصر الديفوني Devonian، تنوعت وانتشرت في بيئات أرضية مختلفة لتصبح نباتات وعائية vascular plant أو نباتات وعائية. النباتات الوعائية تمتلك أنسجة وعائية وتقاوم الجفاف desiccation. في معظم النباتات الوعائية، النبات البوغي هو الفرد المسيطر يقوم بتطوير أوراق وجذع وجذور في حين يبقى النبات العروسي صغيرا.
سرو صحراوي السرو الصحراوي نوع نباتي شجري نادر ينتمي إلى جنس السرو من الفصيلة السروية . يتمثل في كون حبة اللقاح ثنائية الصيغة الصبغية وبالتالي فان الجنين يتكون دون تدخل البويضة ، ويصبح دور النبات المؤنث منحصرا فقط في حمل الجنين .
مرض ورم الأرومة الغاذية الحملي حمل الرحى العدارية الجزئي يحتوي على خلايا الجنين أو الجنين. انه في الأصل ثلاثي الصيغة الصبغية، أي مجموعة واحدة من المورثات الفردانية موروثة من الأم ومجموعتين من المورثاتة الفردانية موروث من الاب. غالبا ما يحدث هذا بعد التخصيب المزدوج لبويضة طبيعية.
سودان IV سودان IV هي صبغة ديازو تذوب في الدهون وتحمل الصيغة الجزيئية  (C24H20N4O) وتستخدم لصبغ الليبيدات والثلاثي غليسيريد والبروتينات الليبيدية في مقطع مجمد من شمع البرافين. وهي تمتلك مظهر بلورات بنية محمرة وتمتلك درجة انصهار 199° سليسيوس ومعدل امتصاص أعلى 520(357) نانومتر.
تكون الحيوانات المنوية تتكوّن الأرومة النطفيّة من الخلايا النطفيّة الثانويّة. تدخل الخلايا النطفيّة الثانويّة التي أُنتجت باكراً في انقسام منصّف ثاني وتنقسم لتعطي أرومتين نطفيّتين أحاديتي الصيغة الصبغيّة. ونتيجةً لقصر هذه المرحلة وعدم تزامنها فإن عدد الخلايا النطفيّة الثانويّة قليلة ونادراً ما تُشاهد في الدراسات النسيجيّة.
ورم الخلايا البدائية العصبية وسوف يستند تقسيم الخطر الجديد على نظام التدريج INRGSS الجديد، والعمر (ينقسم إلى قسمين في 18 شهرا)،و درجة الورم، وتضخيم N-myc،و انحراف 11Q غير المتوازن، والصيغة الصبغية حيث ينقسم الخطر إلى أربع مجموعات خطر قبل العلاج : منخفضة جدا، منخفضة، متوسطة، وشديدة الخطورة.
متلازمة كاربنتر متلازمة كاربنتر أو تسنم الرأس وارتفاق الأصابع العنشي النوع الثاني هي مجموعة من الأمراض الوراثية النادرة التي تعرف باسم (اختلال البروتينات الحاملة للأسيل) والتي تتميز بالتحام أصابع القدم، والانغلاق المبكر للمفاصل الليفية خصوصاً تلك الموجودة بالجمجمة فتسبب لها التهابات قد تؤدي بدورها إلى زيادة التعظم في تلك المفاصل(تَعَظُّمُ الدُّروزِ الباكِر) ومن ثم إلى زيادة حجم الرأس. وقد سمي هذا المرض نسبة إلى العالم الطبيب البريطاني: جورج كاربنتر (George Carpenter) الذي اكتشفه عام 1900 ميلادي. مرض كاربنتر هو مرض وراثي متنحي صبغي (جسدي) .
اختبار ثلاثي الاختبار الثلاثي، ويسمى أيضا الفحص الثلاثي أو اختبار كيترينج أو اختبار بارت، هو استقصاء يتم عمله خلال فترة الحمل في الثلث الثاني من الحمل لتصنيف المريضة إما كحالة عالية الخطورة أو كحالة منخفضة الخطورة بالنسبة لاختلالات الكروموسومات (وعيوب الأنبوب العصبي).
في بعض الأحيان يستخجم مصطلح بديل هو "اختبار فحص العلامات المتعددة". يمكن لهذا المصطلح أن يشمل "الاختبار المزدوج" و "الاختبار الرباعي" (كما هو موضح أدناه).
يقيس الفحص الثلاثي مستويات الدم لكل من ألفا فيتو بروتين، والاستريول، وموجهة الغدد التناسلية المشيمائية (بيتا إتش جي سي)، بنسبة حساسية 70٪ ومعدل إيجابي كاذب بنسبة 5٪. يتم استكماله في بعض المناطق في الولايات المتحدة كفحص رباعي (بإضافة إنهيبين أ إلى الجدول، فينتج عنه حساسية بنسبة 81٪ ومعدل إيجابي كاذب بنسبة 5٪ للكشف عن متلازمة داون عند إجراؤه في عمر 15-18 أسبوعًا من العمر الحملي ) وتقنيات أخرى سابقة للولادة، على الرغم من أنه لا يزال يستخدم على نطاق واسع في كندا وبلاد أخرى. يشير الفحص الإيجابي إلى زيادة خطر حدوث اختلالات كروموسومية (وعيوب الأنبوب العصبي)، يتم تحويل مثل هؤلاء المرضى إلى إجراءات أكثر حساسية وتحديدًا للحصول على تشخيص نهائي، غالباً ما يكون التشخيص قبل الولادة عن طريق بزل السلى، على الرغم من أن خيار الفحص الأقوى للدنا الجنيني من دون خلية (يعرف أيضًا باسم الفحص غير المتوغل السابق للولادة) يتم عرضه بشكل متكرر. يمكن فهم الاختبار الثلاثي على أنه السالف المبكر لسلسلة طويلة من التحسينات التكنولوجية اللاحقة. في بعض الولايات الأمريكية، كولاية ميسوري، تغطي مؤسسة "ميديكايد" نفقات الاختبار الثلاثي فقط وليس أي اختبارات متحملة أخرى أكثر دقة، بينما تقدم كاليفورنيا الاختبارات الرباعية لجميع النساء الحوامل.
الخلل الأكثر شيوعًا الذي يمكن للاختبار فحصه هو التثلث الصبغي 21 (متلازمة داون). بالإضافة إلى متلازمة داون، فإن الفحوص الثلاثية والرباعية تقيم خطر الإصابة بالتثلث الصبغي الجنيني 18 كذلك والذي يُعرف باسم متلازمة إدوارد، وعيوب الأنبوب العصبي المفتوح، وقد يكتشف أيضًا خطورة عالية لوجود متلازمة تيرنر، وتعدد الصيغ الصبغية الثلاثي ، وتثلث الصبغي 16، وموت الجنين، ومتلازمة سميث ـ ليملي ـ أوبتز، ونقص كبريتات الاستيرويد.
يقيس الاختبار الثلاثي المستويات الثلاثة التالية في دم الأم:
قد تشير المستويات إلى خطورة متزايدة نحو حالات معينة أو قد تكون حميدة:
يتم حساب الخطورة المقدرة وضبطها بالتوافق مع عمر الأم الحامل؛ إذا كانت مريضة بالسكري؛ إذا كان لديها توأمان أو أكثر، وعمر الحمل للجنين. يمكن أيضا استخدام الوزن والسلالة العِرقية في التسويات. العديد من هذه العوامل تؤثر على مستويات المواد التي يتم قياسها وتفسير النتائج.الاختبار للفحص وليس للتشخيص، وليس لديه نفس القدرة التنبؤية مقاربة ببزل السلى أو أخذ عينات من الزغابات المشيمية. مع ذلك فإن اختبار الفحص يحمل مخاطر أقل بكثير على الجنين، وفي حال الاشتراك مع المخاطر المرتبطة بالعمر على المريضة، يكون من المفيد المساعدة في تحديد الحاجة إلى اختبارات أكثر توغلية.
إذا تم اختبار اثنين فقط من الهرمونات أعلاه، فإن الاختبار يسمى اختبار ثنائي. يختبر "الاختبار الرباعي" هرمونًا إضافيًاهو الإنهبين. علاوة على ذلك، يمكن الجمع بين الاختبار الثلاثي وقياس الموجات فوق الصوتية للفحص القفوي.
فقر الدم يحدث هذا النوع من فقر الدم السوي الكريات عادة عندما تنخفض معدلات الهيموغلوبين، بينما الحجم الكروي الوسطي لا يزال طبيعيا. الأسباب تشمل:عندما يحدث سببان لفقر الدم معا في وقت واحد، على سبيل المثال فقر الدم الكبير الكريات ضعيفة الصبغة بسبب الإصابة بدودة الانكليستوما التي تؤدي إلى نقص كل من الحديد وفيتامين ب 12 أو حمض الفوليك أو بعد عملية نقل الدم يمكن ملاحظة اختلال أكثر من عامل من معاملات كرات الدم الحمراء. الدليل على وجود أسباب متعددة هو زيادة قطر كرات الدم الحمراء والذي يؤخذ كمعيار لزيادة حجم كرات الدم الحمراء.
زراعة النسج النباتية في الأزهار تكون المياسم هي البنى التشريحية التي تحوي غبار الطلع ، وفي التطور الطبيعي للزهرة ينضج الميسم ويتفتح للسماح بانتثار الطلع ، وفي الزرع النسيجي للميسم يتم استصال المياسم من الزهور وتنقل لوسط زراعة مناسب وبعد فترة قصيرة يمكن التعامل مع حبوب لتشكل نبيتات مفردة يمكن تنميتها في أوساط زرعية إلى نباتات ناضجة غالباً عبر تطوير جنين ، ولكنها قدتكون عقيمة ، وهي فردانية الصيغة الوراثية بسبب تعرض حبوب الإلقاح للانقسام المنصف ، ويمكن مضاعفة الصيغة باستعمال الكولشيسين في مرحلة مبكرة ، ولكنه قد يضاعف الصبغيات عدة مرات ، والنباتات الناتجة تكون متجانسة الأعراس وتنفع هذه الطريقة للحصول على نباتات متجانسة الأعراس ذات خصائص متنحية عادة وهي أداة نافعة لمطوري النباتات.
علم الأحياء النمائي النتائج التي يجدها علم الأحياء النمائي يمكن أن تساعد في فهم الاختلالات النمائية developmental malfunctions مثل الزيغ الصبغي (chromosomal aberration)، مثلا متلازمة داون. كما أن فهم تخصصات الخلايا خلال مرحلة التطور الجنيني يمكن أن تساعد في الحصول على معلومات عن كيفية تخصص الخلايا الجذعية لتشكيل أنسجة نوعية مختلفة وأعضاء مختلفة ، يمكن ان تقود لاستنساخ نوعي للأعضاء لأغراض طبية ومساعدة المرضى. العملية الأخرى المهمة التي تحدث أثناء النمو هي الاستماتة apoptosis - انتحار الخلية (بعض الخلايا تموت أثناء النمو) - لأجل هذا يحاول هذا العلم بناء نماذج للنمو تستخدم لفهم فيزيولوجيا والأساس الجزيئي للعمليات الخلوية.
تفاعل الأكروسوم عند الاختراق، إذا كان الكل يتفاعل بشكل طبيعي، تحدث عملية تنشيط البويضة ويقال أن البويضة قد أصبحت منشطة. ويعتقد أن هذا يسببه بروتين فوسفهليباز (c). وهو يخضع لقسم الانقسام الثنائي الثانوي، والنواتين النويتيين (الأبوية والأمومية) لتشكيل بويضة مخصبة. لتقليل إمكانية إنتاج بويضة مخصبة متعددة الصيغ الصبغية، عدة تغييرات على أغشية الخلايا البويضة تجعلها لا يمكن اختراقها بعد فترة وجيزة من دخول الحيوانات المنوية الأولى البيض.
شيقم يعد الشيقم، واسمه العلمي باللاتينية (Triticosecale)، أول محصولٍ حبيٍ أوجده الإنسان، نتج عن تهجين بين القمح (.Triticum spp) والشيلم (.Secale cereale L). أشار ويلسون (Wilson, 1875) إلى أول تهجين بين القمح والشيلم نتج عنه نباتات عقيمة، بينما ظهر أول نبات شيقم خصب نتيجة تهجين القمح السداسي (Hexaploid Wheat) والشيلم الثنائي الصيغة الصبغية (Diploide Rye) حسب ريمبو (Rimpau, 1891).
فيزياء لاقت للميكانيكا الكمومية نجاحاً كبيرًا في تفسير العديد من الظواهر مثل الليزر وشبه الموصلات، وقد نجمت عنها تطبيقات تقنية مهمة، على غرار الصمام الثنائي والترانزستور، التي تعتبر حجر الأساس في الإكترونيات الحديثة. وفي الكيمياء، يعتمد جزء كبير من فهم ديناميكا وبنية الجزيئات، والطريقة التي تتفاعل بها، وتكوين الروابط الكيميائية على دالة الموجة. كما تعتمد الكيمياء الحاسوبية على النظريات الكمومية في أدائها الرياضاتي، لتحليل ومحاكات نتائج التجارب الكيميائية. أما في علم الأحياء، فقد تمكنت الميكانيكا الكمومية من تفسير الآلية التي يحدث بها تحويل الطاقة خلال التمثيل الضوئي في النباتات وبعض صنوف البكتيريا . وكذلك عملية الإبصار لدى الحيوانات. ويعمل الباحثون في الوقت الحاضر على العديد من التطبيقات الأخرى المستقبلية في المعلوماتية، مثل الترميز الكمومي والحاسوب الكمومي.
كيمياء نظرية تشكل الكيمياء الكمومية و الميكانيكا الإحصائية قسمين أساسيين من الكيمياء النظرية.
تناظر جزيئي يعد مفهوم التناظر الجزيئي من المبادئ الأساسية في دراسة الكيمياء الفيزيائية والكيمياء الكمومية والكيمياء اللاعضوية. يعتمد مفهوم التناظر الجزيئي رياضياً على نظرية الزمر، والتي تمكّن من دراسة تناظر المدارات الجزيئية، مع تطبيق الضوابط الكيميائية مثل طريقة هوكل ونظرية حقل الربيطة وقواعد وودورد-هوفمان. من الأطر النظرية الأخرى التي يعتمد عليها في التناظر الجزيئي مفهوم النظام البلوري لوصف التناظر البلوري في الجزيئات.
زخم زاوي في ميكانيكا الكم، الزخم الزاوي كمومي – لا يستطيع أن يتغير بصورة مستمرة، ولكن فقط في "قفزات" ما بين قيم محددة. وحيث أن قيمهم تعتمد على ثابت بلانك المخفض ħ والذي بدوره صغير جداً بمقاييس الحياة اليومية (حوالي10 ) وبالتالي هذا لا يؤثر تأثير ملحوظ على العالم الظاهري، ولكنه مهم جداً في العالم المجهري. على سبيل المثال، تكوين المدارات الإلكترونية والمدارات الفرعية في الكيمياء يتأثر بشكل ملحوظ بتحويل الزخم الزاوي لصيغة كمومية.
مصفوفة التداخل إن مصفوفة التداخل (وتسمى أيضاً بمصفوفة التراكب أو بمصفوفة التشابك) هي عبارة عن مصفوفة مربعة, تُستعمل في الكيمياء الكمومية لوصف العلاقة-البينية لمجموعة من متجهات الأساس للنظام الكمومي. و بشكل أخص, إذا كانت المتجهات متعامدة على بعضها البعض, ستكون مصفوفة التداخل قطرية. بالإضافة, إذا شكلت المتجهات الأساس مجموعة متعامدة منظمة Orthonormal Set, ستكون مصفوفة التداخل مصفوفة تطابق. تكون مصفوفة التداخل دائماً "n"×"n", حيث تكون "n" هي عدد دوال الأساس المستعملة. و هي نوع من المصفوفات الغرامية (مصفوفة غرام) Gramian Matrix.
فالتر هايتلر فالتر هينريش هايتلر (2 يناير 1904 - 15 نوفمبر 1981) فيزيائي ألماني له مساهمات في كهروديناميكا كمية و نظرية الحقل الكمومي. وقد ادخل الكيمياء في ميكانيكا الكم خلال نظريته رابطة التكافؤ
تعددية (كيمياء) ونظرا لأن الإلكترونات الزوجية لا تشارك في قيمة S (حيث أن عزميهما المغزليان متعاكسان) فيمكننا اخذ الإلكترونات المنفردة وحدها في الاعتبار . والعزم المغزلي للإلكترون مقداره formula_6 ، وبجمع العزوم الكمومية المغزلية للإلكترونات المنفردة في ذرة أو جزيء أو أيون نحصل على :نتصور عادة بالنسبة للزخم المغزلي للإلكترون أن الإلكترون يلف حول محوره ، ولكن هذا مجرد تصور ، والحقيقة هي أن الزخم المغزلي صفة من صفات الجسيمات ، وهي ثابتة لا تتغير . و في الفيزياء نقرن خاصية لغلأكترون هذه بالعدد الكمومي المغزلي formula_8. وتكون التعددية في نظام به إلكترون منفرد واحد formula_9 و بالتالي فهي حالة "زوجية".
تفاعلية يحدث أي تفاعل كيميائي عموما نتيجة للقدرة الكيميائية على الدخول في حالة أكثر استقرارا. وتقدم الكيمياء الكمومية فهما عميقا ودقيقا لسبب حدوث ذلك. إن الإلكترونات الموجودة في المدارات هي نتيجة لحل معادلة شرودنغر لحالات محددة.
إصدار محثوث يشكل التآثر بين الإلكترونات و المجال الكهرومغناطيسي من الأعمدة التي تساعدنا على فهم الكيمياء والفيزياء . فالألكترونات تحمل طاقة تعتمد على بعدها عن النواة في الذرة . إلا أن الظاهرة الكمومية تسمح للإلكتروناب أتخاذ مستويات محددة للطاقة في المدارات (كما هو موضح في الشكل):
إرنست ديفيدسون يرتبط اسمه بـ(تصحيح ديفيدسون) و(تخطيط ديفيدسون القطري) وهما طريقتان خطيتان لحل المعادلات طبقهما على ترتيب التفاعل. وهو مؤلف من أكثر من 400 منشور، بما في ذلك تخفيض كثافة المصفوفات في الكيمياء الكمومية (المطبعة الأكاديمية عام 1976).
تشفير كمومي التشفير الكمومي هو مجال استعمال الميكانيكا الكمومية، وبالأخص علوم الإتصالات والحوسبة الكموميتين، في تشفير الأعمال أو لتفكيك أنظمة مشفرة. ومن الإستخدامات الشائعة للتشفير الكمومي هما استعمال اتصالات كمومية لتبادل مفتاح تشفير بشكل أمن فيما يعرف بتوزيع المفتاح الكمومي والإستعمال الإفتراضي للحواسيب الكمومية التي تفك شفرات العديد من تشفيرات المفتاح العام ونظم التوقيع الرقمي مثل خوارزمية آر إس إيه وتشفير الجمل. ومن أهم حسنات التشفير الكمومي هو إمكانية فك تشفيرات معقدة يعتبر من المستحيل فكها بالطرق التقليدية غير الكمومية.
كان ستيفن وايسنر أول من اقترح فكرة تشفير كمومي مترافق، في سبعينات القرن العشرين، والتي رفضت جمعية المهندسين نشر نتيجة البحث إلا أنها نشرت في دورية الحاسوب المكننة عام 1983. وبعد عقد من الزمن، اعتمدت نظريات وايسنر في تطوير مناهج لتأمين الاتصالات. وبشكل منفصب، طور طالب في كلية ولفسون منهاج مختلف للتشقير الكمومي معتمدا على أسس التشابك الكمومي.
توزيع المفتاح الكمومي هو تطبيق ناجح للتشفير الكمومي الآمن والذي يؤسس على مشاركة مفتاح بين جهتين (يسميان أليس وبوب) مع وجود جهة ثالثة لا تعرف أي شيء عن المفتاح (تسمى إيف) حتى ولو كانت إيف تسترق السمع عما يدور بين أليس وبوب. إذ أن أي محاولة للتعمل مع المفتاح الكمومي سيخلل تامفتاح نفسه وذلك بسبب طبيعة الكمومية اللايقينية.
أولمبيسين تم حساب الطاقات النسبية والمتصاوغات وحسابات البنية الإلكترونية الكمومية وفق مبادئ الكيمياء النظرية في جامعة شيكاغو. تم التمكن من الحصول على صور أولية للمركب باستخدام تقنية مجهر المسح النفقي (STM)، إلى أن تمكن فريق من شركة IBM في مدينة زيورخ من الحصول على صور أكثر دقة باستخدام تقنية "مجهر القوة الكهربائية الساكنة Electrostatic force microscope" سنة 2012.
نظرية الكثافة الوظيفية نظرية الدالة الوظيفية للكثافة (DFT, Density Functional Theory) هي أحد أهم الطرق المستعملة في الفيزياء و الكيمياء النظريين و بواسطتها نستطيع أن نحدد خصائص نظام متعدد الجسيمات (الطاقة الكلية للنظام, الكثافة الإلكترونية للمدارات, المعاملات الفيزيائية والضوئية للمادة...)، وهي واحدة من أكثر الطرق استخداما في العمليات الحسابية الكمومية بسبب إمكانية تطبيقها على أنظمة متنوعة و بتكلفة و سرعة العالية.
نقطة كمومية تُعد تقانة النقاط الكمومية من أكثر المجالات المرشحة وعيداً لتُسْتَخْدَم في مجال حوسبة الحالات الصلبة الكمومية. فمن خلال تطبيق جهود التيار الكهربائي الصغيرة للأحمال، يمكن التحكم في تيار تدفق الإلكترونات عبر النقطة الكمومية ومن ثم يمكن التوصل إلى قياساتٍ دقيقةٍ للدوران اللولبي والخصائص الأخرى داخله. فمع وجود العديد من النقاط الكمومية المتشابكة، أو البايتات الكمومية، بالإضافة إلى طريقة أداء العمليات المختلفة، سيكون من الممكن إجراء الحسابات الكمومية وتصنيع الحواسيب الكمومية التي تقوم بمثل تلك العمليات.
آلة تورنغ الكمومية آلة تورنغ الكَمومية (QTM)، التي تُعرف كذلك بالحاسوب الكمومي العام، هي آلة مجردة تُستخدم لوضع نموذج لتأثير أي حاسوب كمومي. فهي تقدم نموذجًا غاية في البساطة يمتلك كافة قدرة الحساب الكمومي. ويمكن التعبير عن أية خوارزمية كمومية رسميًا على أنها آلة تورنغ كمومية معينة. وقد اقتُرحت آلات تورنغ أولاً في بحث عام 1985 كتبه العالم الفيزيائي بجامعة أوكسفورد ديفيد دوتش الذي اقترح إمكانية عمل البوابات الكمومية بطريقة مشابهة لـ البوابات المنطقية الثنائية للحوسبة الرقمية التقليدية.
علم الأحياء الكمومي علم الأحياء الكمومي هو علم جديد يجمع بين فروع العلوم المختلفة التي تحاول ربط نظرية الكمومية في علم الفيزياء و علم الأحياء، لدراسة الظواهر الحيوية من خلال الميكانيك الكمومي، و يكون ذلك بتطبيق النظرية الكمومية في دراسة تركيب الكائنات الحية وماتـُجريه من تحولات للطاقة و تفاعلات كيميائية. هذا العلم يهدف إلى تطبيق الطبيعة الكمومية على الأنظمة الحيوية الكبيرة ، على عكس ما هو معهود بالنسبة لتفسير عالم الذرّة و عالم الجسيمات الأساسية تحت الذرية بوساطة النظرية الكمومية.
ميكانيكا النانو ميكانيكا النانو أو بـ هي أحد فروع علم تقانة النانو والذي يهتم بدراسة الخصائص "الميكانيكية" (من مرونة وحرارة وحركة) للأنظمة الفيزيائية الطبيعية ذات مقاييس النانومتر. وكان علم ميكانيكا النانو قد ظهر عند نقطة اجتماع كلٍ من علوم الميكانيكا الكلاسيكية، فيزياء الجوامد، ميكانيكا إحصائية، المواد، والكيمياء الكمومية. وباعتبارها أحد فروع علم تقانة النانو، توفر ميكانيكا النانو أساساً علمياً لتقانة الصغائر.
حاسوب كمومي طوبولوجي تعادل أجهزة الحاسوب الكمومي الطوبولوجي النماذج العادية الأخرى للحوسبة الكمومية من حيث إمكانات الحوسبة، لا سيما فيما يتعلق بنموذج الدائرة الكمومية ونموذج آلة تورنغ الكمومية. مما يعني أن أي من تلك النماذج يمكن أن يحاكي بفعالية أي من النماذج الأخرى. ومع ذلك، قد تناسب بعض الخوارزميات نموذج الحاسب الكمومي الطوبولوجي بصورة أكبر. فعلى سبيل المثال، تم تطوير خوارزميات تقييم متعدد حدود جونز (Jones polynomial) لأول مرة في النموذج الطوبولوجي، ثم تم مؤخرًا تحويلها وتمديدها في نموذج الدائرة الكمومية العادية.
متجه موجي ويختلف الحال ل جسيم أولي مثل الإلكترون المنحصر في بئر جهدي لنواة الذرة أو في نظام للمادة الصلبة ، عندئذ تكون مقادير المتجهات الموجية له كمومية ، ولكنها ليست بنفسها أعدادا كمومية . فيعتبر المتجه الموجي دالة لأعداد كمومية أي أن قيمه يمكن أن تعتمد على أعداد كمومية . في هذه الحالة يناظر متجه الموجة الطاقات الكمومية في نظام كمومي (مثل طاقات الإلكترون في الذرة) حيث يتخذ قيما كمومية منفصلة formula_21 . وتعبر n عن الطاقات المنفصلة للإلكترون ولكنها ذاتها ليست الطاقة .
تعمية كمومية عملية التجسس هنا تحدث بعملية قياس للحامل الفيزيائي للمعلومات (سواء كان فوتونا أو الكتونا أو أي جسيم كمومي) اعتمادا على قوانين الفيزياء. لكن استخدام ظواهر كمومية مثل التشابك الكمومي يسمح بتصميم وتصميم أنظمة اتصالات تكشف عملية التجسس بسهولة، لأن أي عملية قياس للحامل الفيزيائي الكمومي ستخرب حالته الكمومية تاركة أثرا يستحيل محيه.
نقطة كمومية هذا وتلعب القدرة على ضبط أحجام النقاط الكمومية دوراً مميزاً مفيداً في العديد من التطبيقات. حيث أن للنقاط الكمومية الأكبر حجماً تحولاً طيفياً أكبر نحو اللون الأحمر بالمقارنة بالنقاط الكمومية الأصغر حجماً، بالإضافة إلى أنها تعرض خصائصاً كموميةً أقل وضوحاً. وعلى النقيض، تسمح النقاط الكمومية الأضغر في أحجام جسيماتها بالاستفادة من أكثر تأثيرات الكم الدقيقة.
نقطة كمومية وفي النهاية نلاحظ أنه يمكن تصنيع النقاط الكمومية ذات القشور الأكبر حجماً (أكثر سماكةً) (نقاط سيلينيد الكادميوم الكمومية ذات قشور سيلينيد الكادميوم). حيث تظهر سماكة القشرة علاقةً ارتباطيةً مباشرةً بطول مدة الحياة وشدة الانبعاث.
وتلعب النقاط الكمومية دوراً هاماً في التطبيقات البصرية بصورةٍ خاصةٍ بسبب معامل الخمود أو الإطفاء العالي لها. كما أنها أثبتت في مجال التطبيقات الإلكترونية قدرتها على التعامل كمقحلٍ فردي الإلكترون وأظهرت تأثير حصار كولومب . كما اقتُرِحَ أن تلعب النقاط الكمومية كذلك دور تطبيقات البتات الكمومية لمعالجة المعلومات الكمومية.
نقطة كمومية وكلما تزايد حجم النقطة الكمومية، كلما أصبح مطيافها الفلوري أكثر إحمراراً (الطاقة الأدنى). وعلى النقيض، النقاط الكمومية الأصغر حجماً تبعث ضوئاً أكثر زراقاً مع تناقص حجمها (الطاقة الأعلى). مما يجعل اللون مرتبط مباشرةً بمستويات طاقة النقطة الكمومية. ومن ناحية الكم، فإن طاقة فجوة النطاق ، والتي تحدد طاقة (ومن ثم لون) الضوء الفلوري، تتناسب عكسياً مع حجم النقطة الكمومية. وهنا نلاحظ أن للنقاط الكمومية الأكبر حجماً مستويات طاقةٍ أعلى والتي تتسم أيضاً بأنها أكثر تقارباً في المسافة فيما بينها. مما يسمح للنقطة الضوئية بأن تمتص الفوتونات المحتوية على طاقةٍ أقلٍ، ومثال ذلك كتل النقاط الكمومية الأقرب إلى النهاية الحمراء للمطياف. كما شرعت المقالات الحديثة في مجال تقانة الصغائر والدوريات الأخرى في افتراض أن شكل النقطة الكمومية قد يمثل عاملاً في تحديد اللون كذلك، إلا أنه لا يتوافر مزيداً من المعلومات عن تلك النقطة حالياً. هذا بالإضافة إلى أنه تم توضيح أن مدة حياة الفلورين يحددها حجم النقطة الكمومية. حيث أن للنقاط الكمومية الأكبر حجماً مستويات طاقةٍ أكثر تقارباً مما يجعل من الممكن حصار زوج الفجوة الإلكترونية. ومن ثم، تعيش أزواج الفجوات (الثغرات) الإلكترونية في النقاط الكمومية الأكبر حجماً فترةً أطول مما يجعل للنقاط الأكبر حجماً فترة حياةٍ أطولٍ.
حاسوب كمومي طوبولوجي حتى يكون جديرًا باسمه، يجب أن يوفر الحاسوب الكمومي الطوبولوجي خصائص حوسبية فريدة تعهد بها تصميم الكمبيوتر الكمومي التقليدي، والتي تستخدم جزيئات كمومية محاصرة. ومن حسن الحظ أن مايكل إتش فريدمان وزينجان وانج، بالتعاون مع شركة Microsoft، ومايكل لارسن من جامعة إنديانا، أثبتوا عام 2002 أنه وبصورة أساسية يمكن للحاسب الكمومي الطوبولوجي أداء أية عملية حوسبة يمكن أن يقوم بها أي حاسب كمومي تقليدي.
نقطة كمومية وبالإضافة إلى التقييد في الثلاثة أبعادٍ كلها، ومثال ذلك النقطة الكمومية، فإن أشباه الموصلات المحددة والمقيدة كمومياً تشتمل على:
توجد العديد من الطرق لتقييد وتحديد الأكسيتونات في أشباه الموصلات، مما يؤدي إلى وجود العديد من الطرق لإنتاج وتصنيع النقاط الكمومية. وبصورةٍ عامةٍ، تنمو الأسلاك الكمومية، حزم الطاقة الكمومية، والنقاط الكمومية، من خلال الأساليب الفوقية المتقدمة في البلورات النانوية التي أنتجتها الطرق الكيميائية أو عملية زراعة الأيونات، أو في الأجهزة النانوية التي أنتجتها أساليب الطباعة الحجرية القائمة على الفن.
دائرة كمومية َالدائرة الكمومية (بالإنكليزية: quantum circuit) هو مصطلح يستعمل في مجال في نظرية المعلومات الكمومية، هو نموذج لجهاز حساب كمومي يعمل على أساس سلسلة من البوابات الكمومية المنطقية التي هي تحولات انعكاسية لجهاز تناظريميكانيكي من عدد ن من البيتات في مسجل المعالج والذي يماثل  الهيكل يشار إليه بالـ مسجل ن كوبيت.
نقطة كمومية قام الباحثون بدراسة النقاط الكمومية في كلٍ من المقاحل، الخلايا الشمسية، الصمامات الثنائية الباعثة للضوء، وثنائي الأقطاب الليزري . كما أنهم قاموا كذللك ببحث واستقصاء النقاط الكومية كأصباغٍ تستخدم في التصوير الطبي ونأمل أن يتم استخدامها (النقاط الكمومية) مستقبلاً في مجال الحوسبة الكمومية كحاسوبٍ كموميٍ.
حاسوب كمومي طوبولوجي عندما تتكون ضفائر الأنيونات، يعتمد تحول الحالة الكمومية للنظام فقط على الطبقة الطوبولوجية لمسارات الأنيونات (والتي تصنف طبقًا لـ مجموعة الضفائر). وبهذا، فإن المعلومات الكمومية المخزنة في حالة النظام تصمد أمام الأخطاء الصغيرة في المسارات. في عام 2005, تقدم سانكار داس سارما (Sankar Das Sarma) ومايكل فريدمان (Michael Freedman) وشيتان نايك (Chetan Nayak) بجهاز هول الكمومي الذي يمكنه تحقيق البتات الكمومية (الكيوبت) الطوبولوجية. وفي تطور أساسي لأجهزة الحاسوب الكمومية الطوبولوجية، قيل في عام 2005 إن فلاديمير جيه جولدمان (Vladimir J. Goldman) وفيرناندو إي كامينو (Fernando E. Camino) ووي زوه (Wei Zhou) قد ابتكروا أول دليل تجريبي لاستخدام مفعول هول الكمومي الكسري في إنشاء أنيونات حقيقية؛ رغم أن آخرين قد قالوا إن تلك النتائج قد تكون نتيجة لظاهرة لا تنطوي على الأنيونات. وتجدر أيضًا ملاحظة أن الأنيونات اللاتبديلية، وهي أنواع مطلوبة للكمبيوتر الكمومي الطوبولوجي، لم يتم إثبات تجريبها.
كان أليكس كيتاييف (Alexei Kitaev) أو من تقدم بالفكرة الأصلية للحوسبة الكمومية الطوبولوجية.
نظرية الألعاب الكمومية نظرية الألعاب الكمومية (بالانجليزية:Quantum game theory) : هي امتداد لنظرية الألعاب التقليدية ولكن من وجهة نظر كمومية، وتستند هذه النظرية على الحوسبة الكمومية.
حالة متماسكة الحالة المتماسكة هي حالة كمومية تبدي خواص كمومية أصيلة مثل التراكب الكمومي أو التشابك الكمومي. عند فقدان التماسك، تفقد هذه الحالة تماسكها وتسلك سلوك الأجسام الكلاسيكية.
تطبيقات تقنية النانو المقال الرئيسي: حاسوب كمومي
تستفيد كل عمليات الحوسبة حالياً من قوانين الآلات الكمومية بهدف تصنيع الكمبيوتر الكومي، والتي تمكن من استخدام الخوارزميات الكمومية السريعة. وتتوافر بأجهزة الكمبيوتر الكمومي مساحة ذاكرة بالبايت الكمومي والتي يطلق عليها "كـ بايت" والتي تستخدم في إجراء العديد من العمليات الكمبيوترية في الوقت ذاته. ومن ثم فقد تحسن مثل تلك الإمكانية الجديدة من أداء الأنظمة ا
حاسوب كمومي طوبولوجي إن الحاسوب الكمومي الطوبولوجي هو حاسوب كمومي نظري يستخدم أشباه الجسيمات ثنائية الأبعاد المسماة أنيونات التي تعبر الخطوط العامة فيها فوق بعضها البعض لتكون الضفائر في زمكان ثلاثي الأبعاد(أي بعد واحد زماني وبعدين مكانيين). وهذه الضفائر تشكل البوابات المنطقية التي يتكون منهاالحاسوب. تكمن الفائدة من استخدام حاسوب كمومي قائم على الضفائر الكمومية بدلاً من استخدام الجسيمات الكمومية المحاصرة، أن الأول يكون أكثر استقرارًا. فأقل الاختلالات قد يتسبب في فك تماسك جسيم كمومي وإنتاج أخطاء في الحوسبة، لكن هذه الاختلالات القليلة لا تغير الخصائص الطوبولوجية للضفائر. فهذا يشبه الجهد المطلوب لقطع حبل وإعادة ربط أطرافه لتشكيل ضفيرة مختلفة، مقارنة بكرة ترتطم ببساطة في الحائط (تمثل الكرة جسيم كمومي عادي في زمكان رباعي الأبعاد). وفي حين أن عوامل الحاسوب الكمومي الطوبولوجي نشأت في مجال رياضي صرف، فإن التجارب التي أجراها مايكل إتش فريدمان (Michael H. Freedman) بالتعاون مع زينجان وانج (Zhenghan Wang), كلاهما مع شركة Microsoft, عام 2002، وتجارب مايكل لارسن (Michael Larsen) من جامعة إنديانا، بينت أنه من الممكن إنشاء تلك العوامل في العالم الواقعي باستخدام أشباه موصلات مصنوعة من زرنيخيد غاليوم ثلاثي تقترب من الصفر المطلق وتخضع لحقول مغناطيسية قوية.
زمرة (رياضيات) "زمر التماثل" هي زمر تتكون من تناظرات كائنات هندسية معينة ذات طبيعة هندسية (كزمرة التماثل للمربع المشروحة سابقًا) أو جبرية (مثل المعادلات كثيرة الحدود وحلولها). ومن الناحية النظرية، يمكن أن تعَد نظرية الزمر دراسةً للتناظر. تبسط التناظرات في الرياضيات دراسةَ الكائنات الهندسية والتحليلية تبسيطًا بالغًا. يُقال عن زمرة ما أنها تؤثر على كائن رياضي آخر formula_297 إذا كان كل عنصر للزمرة يؤدي عملية ما على formula_297 بالانسجام مع قانون الزمرة. وكما في المثال أدناه، فإن عنصرًا من الرتبة 7 من زمرة المثلث (2,3,7) يؤثر على التبليط بتبديل المثلثات الملتوية المظللة (والمثلثات الأخرى أيضًا). يرتبط نمط الزمرة المؤثرة ببنية الكائن المتأثر من خلال تأثير الزمرة.
في حقول الكيمياء كعلم البلورات، تصف الزمر الفراغية والزمر النقطية التناظراتِ الجزيئيةَ والبلورية. تكمن تلك التناظرات وراء السلوك الفيزيائي والكيميائي لتلك الأنظمة، وتتيح نظرية الزمر تبسيط التحليل الميكانيكي الكمومي لتلك الخصائص. مثلًا تستخدَم نظرية الزمر لتوضيح أن الانتقالات البصرية بين المستويات الكمومية لا يمكن أن يحدث ببساطة بسبب تناظر الحالات المعنية.
نمذجة جزئية النمذجة الجزيئية تشمل جميع الأساليب ، النظرية والحاسوبية ، وتستخدم لنمذجة أو محاكاة سلوك الجزيئات. وتستخدم هذه الأساليب في مجالات الكيمياء الحاسوبية وتصميم الأدوية وعلم الأحياء الحسابي وعلوم المواد لدراسة النظم الجزيئية التي تتراوح من النظم الكيميائية الصغيرة إلى الجزيئات البيولوجية الكبيرة وتجميعات المواد. يمكن إجراء أبسط العمليات الحسابية يدويًا ، ولكن لا بد حتمًا من أجهزة الكمبيوتر إجراء النمذجة الجزيئية لأي نظام ذي حجم معقول. الميزة المشتركة لطرق النمذجة الجزيئية هي وصف المستوى الذري للأنظمة الجزيئية. قد يشمل ذلك معالجة الذرات باعتبارها أصغر وحدة فردية (نهج ميكانيكي جزيئي) ، أو نمذجة إلكترونات صريحة لكل ذرة (مقاربة كيميائية كمومية).يمكن إجراء العمليات الحسابية يدويًا ، ولكن لا بد من وجود أجهزة كمبيوتر لإجراء النمذجة الجزيئية لأي نظام ذي حجم معقول. الميزة المشتركة لطرق النمذجة الجزيئية هي وصف المستوى الذري للأنظمة الجزيئية. وقد يشمل ذلك معالجة الذرات باعتبارها أصغر وحدة فردية (نهج ميكانيكا جزيئي) ، أو نمذجة إلكترونات صريحة لكل ذرة (نهج كيميائي كمومي).
حاسوب كمومي طوبولوجي رغم أن الضفائر الكمومية هي أكثر استقرارًا بصورة أصيلة من الجزيئات الكمومية المحصورة، فلا زالت هناك حاجة لضبط الخطأ الذي يسبب تذبذبات حرارية، والتي تنتج أزواجًا شاردة عشوائية من الأنيونات التي تتداخل مع الضفائر المجاورة. يكمن ضبط تلك الأخطاء ببساطة في مسألة فصل الأنيونات إلى مسافة حيث تهبط نسبة الأزواج الشاردة العشوائية إلى الصفر. قد تكون مسألة محاكاة ديناميكات الحاسوب الكمومي الطوبولوجي طريقة واعدة لتطبيق الحوسبة الكمومية لتحمل الأخطاء حتى في ظل نظام معالجة المعلومات الكمومية العادي. ولقد قام راوسيندورف (Raussendorf) وهارينجتون (Harrington) وجويال (Goyal) بدراسة نموذج واحد وحققوا نتائج محاكاة واعدة.
آلة تورنغ الكمومية ويمكن ربط آلات تورنغ الكمومية بآلات تورنغ التقليدية والاحتمالية في إطار عمل بناء على مصفوفات التحوّل، وهذا ما أوضحه العالم لانس فورتنو.
وقد وضع كل َمن إيرياما وأوهايا وفولوفيتش نموذجًا لآلة تورنغ كمومية خطيّة (LQTM). ويعد هذا تعميمًا لآلة تورنغ الكمومية التقليدية التي تتضمن حالات مختلطة ويسمح ذلك بدالات تحوّل غير قابلة للإعادة. وتتيح هذه الدالات تمثيل القياسات الكمومية دون نتائج تقليدية.
تماثل فضا- أنتي دي سيتر ونظرية الحقل الكمومي في الفيزياء النظرية فرضية تماثل فضا- أنتي دي سيتر ونظرية الحقل الكمومي التي تسمى أحيانا ازدواجية مالداسينا-أو قياس الثقل-المزدوج،( anti-de Sitter/conformal field theory correspondence- Maldacena duality- gauge/gravity duality) وتختصر التسمية (AdS/CFT correspondence). هي علاقة افتراضية بين نوعين من النظريات الفيزيائية.نظرية فضاء دي سيتر المضاد (AdS) والتي تستخدم في نظريات الثقل الكمومي المركبة من مصطلحات نظرية الأوتار أو نظرية-إم.على جانب التماثل الآخر نظرية الحقل الامتثالي (CFT) والتي هي من نظريات الحقل الكمومي ، بما في ذلك النظريات المماثلة لنظريات يانغ-ميلز الكمومية التي تشكل أساس نظريات الجسيمات الأولية .
تنص هذه الفرضية على أن أي نظرية جاذبية في حجم-فضاء دي سيتر المضاد تساوي نظرية حقل كمومي في حدود ذلك الحجم .
وتمثل هذة الفرضية تقدما كبيرا في فهمنا لنظرية الأوتار والثقل الكمومي وأهمية كبرى في العديد من نظريات الجاذبية ونظرية الجاذبية الفائقة.ويرجع ذلك إلى أنها توفر صياغة غير مضطربة لنظرية الأوتار مع بعض الشروط الحدودية ولأنها ناجحة في تحقيق مبدأ الهولوغرافية، وهي فكرة في جاذبية الكم قدمها أصلا جيرارت هوفت ودعمها ليونارد سسكيند. كما أنها توفر مجموعة أدوات قوية لدراسة نظريات الحقل الكمومي متقارنة القوى. ويمكن تبسيط الكثبير من الحسابات في نظرية الحقول الكمومية من خلال هذا التمثال.
نقطة كمومية ظهرت العديد من التساؤلات بخصوص استخدام النقاط الكمومية كصماماتٍ ثنائيةٍ باعثةٍ للضوء لإقامة العروض المختلفة وكمصادرٍ أخرى للضوء، ومنها على سبيل المثال عروض صمامات النقاط الكمومية الثنائية الباعثة للضوء الضوئية " QD-LED"، وصمامات النقاط الكمومية الثنائية الباعثة للضوء البيضاء " QD-WLED". ففي يونيه 2006، أعلنت رؤية النقاط الكمومية النجاح الفني في إنتاج برهاناً على فكرة عرض النقاط الكمومية ، والذي ظهر فيه انبعاثاً براقاً في المنطقة المرئية والقريبة من الأشعة تحت الحمراء بالمطياف. هذا وتُقدر قيمة النقاط الكمومية في مجال العروض الضوئية، ذلك لأنها تبعث الضوء في توزيعات غاوسية الخاصة . مما يساعد على تصميم عرضٍ ضوئيٍ له القدرة على إنتاج أكثر الألوان دقة لتستقبلها العين البشرية. كما أن النقاط الكمومية تتطلب طاقةً أقل حيث أنها ليست ألواناً مصفاةً. هذا بالإضافة إلى أنه منذ أن اكتشفت النقاط الكمومية "الباعثة للضوء الأبيض"، تقاربت تطبيقات الضوء صلبة الحالة العامة أكثر مما سبق. فعلى سبيل المثال، غالباً ما يسيطر مصباحٌ فلويٌ مفردٌ (أو أحياناً صماماتٍ ثنائيةً باعثةً للضوء الأبيض ) على شاشات العرض البلورية السائلة الملونة، والتي تتسم بأنها مصفاة الألوان لإنتاج البيسكلات الحمراء، الخضراء والزرقاء. إلا أن العروض المنتجة للضوء المنبعث أحادي اللون جوهرياً قد تكون كافيةً، حيث أن المزيد من الضوء الناتج يصل للعين.
بت كمومي كيُوبِت () أو بِت كمومي (بالإنجليزية qubit أو qbit) في الحوسبة الكمومية، هي وحدة المعلومات الكمية، وهو المقابل الكمومي للبِت الكلاسيكي. الكيوبت هو نظام كمي ثنائي الحالة مثل استقطاب الفوتون: هنا الحالتين هما استقطاب عمودي واستقطاب أفقي. في الأنظمة الكلاسيكية، لا يمكن للبت أن يأخد إلا حالة واحدة فقط من بين حالتين. في حين تسمح ميكانيك الكم للكيوبت أن يأخد حالة تراكب لكلا الحالتين في نفس اللحظة وهذه هي الخاصية الأساسية في الحوسبة الكمومية.
نظام كمي مفتوح في الفيزياء, يكون النظام الكمومي المفتوح عبارة عن نظام كمومي أُوجدت لتكون في التفاعل مع النظام الكمي الخارجي, ألا وهي "البيئة environment". يمكن مشاهدة النظام الكمومي المفتوح كجزء واحد مميز من نظام كمومي "مغلق" و أكبر, و الجزء الآخر هو البيئة.
نظرية الحقل الكمومي تعد هذه النظرية اللغة الطبيعية والكمية في فيزياء الجسيمات وفيزياء المواد المكثفة. إن غالبية النظريات في فيزياء الجسيمات الحديثة بما فيها النموذج العياري للجسيمات الأولية وتآثراتها، تصاغ بصورة نظريات حقل كمومي نسبية. تستخدم نظريات الحقل الكمومي في أكثر من سياق، أبرز مثال عليها هو فيزياء الجسيمات الأولية حيث أن عدد الجسيمات الداخلة في تفاعل يتأرجح ويتغير، مختلفاً عن العدد الذي يخرج به. مثال ذلك، عند وصف ظواهر حرجة وأطوار انتقالية كمومية كما هو في نظرية BCS للموصلية الفائقة مثلا، انظر أيضا انتقالية الطور، انتقالية الطور الكمومية، الظواهر الحرجة. يعتقد الكثيرون بأن نظرية الحقل الكمومي تمثل النتاج الأصح والأمثل لدمج قواعد رياضيات الكم مع النسبية الخاصة.
مسألة مونتي هول إن النسخة الكمومية لهذه المفارقة قد قامت بتوضيح بعض النقاط حول العلاقة بين المعلومات الكلاسيكية أو اللا-كمومية والمعلومات الكمومية ، كما تم تكويدها في حالات الأنظمة الميكانيكية الكمومية. تعتمد صياغة هذه المسألة بشكلاً مطلق على نظرية الألعاب الكمومية . تم فيها تبديل الثلاثة أبواب بأنظمة كمومية يسمح بوجود ثلاثة بدائل؛ ترجمت فيها فتح الباب والنظر على ما وراءه كالقيام بعملية الملاحظة من المراقب. يمكننا ذكر قواعد اللعبة بهذه الطريقة، لمرة أخرى يكون للاعب الاختيار في أن يبقى على اختياره المبدئي، أو أن يقوم بالتغيير إلى خيار "متعامد" آخر. نجد أيضاً أن الطريقة الثانية-أي التغيير- تؤدي إلى مضاعفة فرص الفوز مرتين، تماماً كما هو موجود في الحالة الكلاسيكية. على أية حال، إذا لم يقم مضيف العرض بتوزيع أماكن الجوائز عشوائياً على الطريقة الميكانيكية الكمومية التامة، فأنه يمكن للاعب القيام بعمل أفضل، حتى أن بإمكانه تحديد مكان الجائزة بكل ثقة (Flitney and Abbott 2002, D'Ariano et al. 2002).
علم الأحياء الكمومي علم الأحياء الكمومي يستخدم حساب الرياضيات لنمذجة التفاعل الحيوي في الأحياء في ضوء تأثير الميكانيك الكمومي. وهذا المجال الجديد ما زال مفتوحا للنقاش، يوجد تعارض كبير بين العلماء في كيفية التعامل مع التأثيرات الكمومية عبر العديد من الجزيئات في مجال بعيد.
ضجيج كمومي في الفيزياء، يشير الضجيج الكمومي إلى عدم التيقن من كمية فيزيائية بسبب أصلها الكمومي. في بعض الحالات، يظهر الضجيج الكمومي كضجيج الرشقي؛ على سبيل المثال، معظم الاتصالات البصرية تستخدم تضمين المطال، وبالتالي، فإن الضجيج الكمي يظهر كضجيج الرشقي فقط. بالنسبة لحالة عدم اليقين في الحقل الكهربائي في بعض أجهزة الليزر، فإن الضجيج الكمومي ليس مجرد ضجيج رشقي؛ تساهم أوجه عدم اليقين في كل من الاتساع والطور في الضجيج الكمومي، تصبح هذه المسألة مهمة في حالة ضجيج مكبر للصوت الكمي والذي يحافظ على الطور. وتصبح ضجيج الطور مهم عندما تكون طاقة تضمين التردد أو تضمين الطور للموجة قابلة للمقارنة مع طاقة الإشارة (التي يعتقد أنها أكثر قوة فيما يتعلق بالضجيج المضاف من تضمين المطال).
نقطة كمومية هذا وقد شَهِدَ استخدام النقاط الكمومية في التصوير الخلوي عالي الحساسية تقدماتٍ رئيسيةٍ خلال العشر أعوامٍ الماضية. حيث يسمح الثبات الضوئي للنقاط الكمومية على سبيل المثال بالحصول على مجموعةٍ من الصور المتتالية بؤرية المستوى والتي يمكن إعادة بنائها كصورةٍ ثلاثية الأبعاد عالية الدقة. نموذجاً آخراً للتطبيقات المستفيدة من خاصية الثبات الضوئي الفريد لمسبار النقاط الكمومية يتمثل في التتبع الحقيقي الوقت للجزيئات والخلايا عبر فتراتٍ ممتدةٍ من الزمن. كما يمكن استخدام الأجسام المضادة، streptavidin، الببتيدات، أبتاميرات الحامض النووي، بالإضافة إلى مرتبطات الجزيئات الصغيرة لاستهداف النقاط الكمومية لبروتينات محددة على الخلايا. كما استطاع الباحثون مراقبة النقاط الكمومية في الغدد الليمفاوية للفئران لأكثر من أربعة أشهرٍ.
رابطة خماسية طرحت فكرة الرابطة الخماسية لأول مرة سنة 2005 لتفسير الترابط بين ذرتي كروم في أحد المركبات الكيميائية،. يؤدي وجود الربيطات إلى تسهيل الارتباط بين مركزي ذرتي الفلز، ويقلل من المسافة بين الذرية. أي أن وجود الربيطات العطرية على الترتيب Ar–Cr2–Ar سهل من الارتباط على هذا الشكل، وأعطى ثباتية للمركب بحيث أن المركب مستقر حتى لدرجات حرارة تصل إلى 200 °س. جرى التأكد من الرابطة الخماسية باستخدام وسائل في الكيمياء النظرية الكمومية وحسب نظرية الكثافة الوظيفية. أظهرت الحسابات أيضاً دور ربيطات تيرفينيل في عدم إضعاف الرابطة..
حاسوب كمومي يتحكم علماء الحواسيب بالأجزاء ألمجهريه التي تتصرف كبتات كمومية في الحواسيب الكمومية مستخدمين أجهزة تحكم
ذرة الهيدروجين في ذرة الهيدروجين حيث سرعة موجات دي بروي مرتبطة بالجهد الكهربي للنواة، النمط الأساسي يتوافق مع العدد الكمومي الأساسي "n"=1. نظرية شرودنجر تُظهر عددين كمومين إضافيين، العدد الكمومي الثانوي "l" و العدد الكمومي المغناطيسي "m"،هاذان الأخيران منعدمان بالنسبة للنمط الأساسي "n"=1.
نقطة كمومية هذا ويمكن تكوين الكميات الكبيرة من النقاط الكمومية من خلال التركيب الغرواني . هذا وتُعَدُ طرق التركيب الغرواني مجالاً واعداً للتطبيقات التجارية. ومن المقرر أن تكون تلك الطرق الأقل سميةٍ بين كل طرق التركيب أو التصنيع الأخرى.يمكن تصنيع النقاط الكمومية الفردية من إلكترون ثنائي الأبعاد أو غازات الثقب الموجودة في الحزم الكمومية المستخلصة عن بعد أو هياكل أشباه الموصلات المتغايرة والتي يُطلق عليها النقاط الكمومية الجانبية . حيث أن سطح العينة يكون مغطى بطبقةٍ رقيقةٍ مقاومةٍ. ثم يتم تحديد الزخرفة الجانبية بواسطة الطباعة الحجرية باستخدام شعاع الإلكترون . ثم تنتقل هذا الزخرفة إلى الإلكترون أو غاز الثقب بواسطة الخراطة أو ترسيب الأقطاب المعدنية (عملية الإقلاع) والتي تسمح بتطبيق شدة التيار الخارجية فيما بين غاز الإلكترون والأقطاب. وغالباً ما تكون مثل تلك النقاط الكمومية مصدر اهتمامٍ للتجارب والتطبيقات التي تتضمن انتقال الإلكترون أو الثقب ومثال ذلك التير الكهربائي.
حاسوب كمومي آلة تورنغ والتي وضعها آلان تورنغ في ثلاثينيات القرن العشرين، هي آلة نظرية تتألف من شريط لانهائي الطول مُقسم إلى مربّعات صغيرة، كل من هذه المربّعات يَحمل الرمز 1 أو 0 أو يبقى فارغاً. يقوم جهاز (قراءة/كتابة) بقراءة هذه الرموز والفراغات وهذا ما يعطي الآلة التعليمات لتقوم بعملٍ ما. الآن في آلة تورنغ الكمومية الفرق أنّ الشريط ورأس (القراءة/كتابة) يوجد في حالةٍ كمومية وهذا يعني أنّ الرموز على الشريط يمكن أن تكون 0 أو 1 أو حالة مُختلطة من 0 والـ 1. بعبارة أخرى الرموز تكون 1 و0 (وكل النقط بينهما) في نفس الوقت. فبينما تقوم آلة تورنغ العادية بتنفيذ عملية واحدة في وقت واحد، تقوم آلة تورنغ الكمومية بتنفيذ العديد من العمليات في نفس الوقت.
تعمل حواسيب اليوم –كآلة تورنغ- بمعالجة البيتات الموجودة في حالتين 0 أو 1. الحواسيب الكمومية ليست مُقيّدة بحالتين فهي تُرمز المعلومات على شكل بيتات كمومية أو اختصاراً (qubits) والتي يمكن أن توجد في الحالة المختلطة. يمكن تمثّيل البتات الكمومية عبر: ذرّات، أيونات، فوتونات أو إلكترونات والأجهزة التي تتحكّم بها والتي تعمل معاً فتصبح ذاكرة أو معالج. لأنّ الحواسيب الكمومية تحوي هذه الحالات المُتعددة وبنفس الوقت، فهي تملك القدرة على أن تكون أقوى بملايين المرات من الحواسيب الفائقة الموجودة اليوم.
نقطة كمومية هذا ومن الممكن إنتاج نوعاً آخراً من النقاط الكمومية الخالية من الكادميوم من جسيمات أكسيد الفوسفور النادرة الأرضية غير النشط النانوية الغروانية. على عكس الجسيمات النانوية أشباه الموصلات، فالإثارة ترجع إلى امتصاص الأشعة فوق البنفسجية للمادة المضيفة، والتي هي نفسها للمواد الخاملة الأرضية النادرة المختلفة المستخدمة نفس المضيف. ومن ثم يمكن مضاعفة المنتجات. فعملية الانبعاث تعتمد على نوع المعدن الأرضي النادر، والذي يُمَكِن الكميات الضخمة جداً من الانحراف التي تصبح حينئذٍ أقرب من نقاط سياينيد الكادميوم الكمومية. يتسم التركيب بأنه مائي، مما قضى على قضايا محلولية الماء للتطبيقات الحيوية. كما أن سطح الأكسيد قد يكون أسهل للوظيفية الكيميائية وثابتاً كيميائياً في العديد من البيئات المختلفة. هذا وتتواجد بعض التقارير بشأن استخدام مثل جسيمات الفوسفور النانوية على الاستهداف والتصوير الحيوي.
من الخصائص البصرية الموجودة حالياً للنقاط الكمومية الغروانية تلونها. ففي حين أن المادة التي تمثل النقطة الكمومية تحدد وتُعَرِّف بصمة أو توقيع الطاقة الذاتية الخاصة لها، فإن حجم كمومية البلورة النانوية المقيد والمحدد يكون أكثر أهميةٍ للطاقات القريبة من فجوة النطاق. ومن ثم، فإن النقاط الكمومية لنفس المادة، ولكنها ذات أحجامٍ مختلفةٍ، لها القدرة على بعث الضوء مختلف الألوان. حيث أن السبب الفيزيائي وراء ذلك يتمثل في تأثير التقييد (الاحتجاز) الكمومي .
تعمية كمومية تعتمد طرق التعمية الكمومية لتوثيق وضمان الأمان في نقل البيانات في الاتصالات بناء على قواعد وظواهر الميكانيك الكمومي.
نيكولاس جيسين نيكولاس جيسين (ولد في 1952) عالم فيزياء سويسري و بروفيسور  بجامعة جنيف يعمل على المعلومات والاتصالات الكمومية، وكذلك على أسس ميكانيكا الكم. يتضمن عمله كلا من الفيزياء التجريبية والنظرية. ساهم في عمل هام في مجالات التشفير الكمومي التجريبي والتواصل الكمومي (Quantum information science) لمسافات طويلة في الألياف البصرية القياسية للاتصالات. كعالم في الفيزياء النظرية، جلب جيسين رؤى عميقة في ميكانيكا الكم. كما أنه أول من طور تقنية المعلومات الكمومية إلى مستوى كان من الممكن لأول مرة أن يخرجه من المختبر إلى العالم التجاري: شارك في تأسيس شركة أي دي قوانتيك (ID Quantique)، وهي شركة من قادة العالم في مجال المعلومات الكمومية وتكنولوجيات الاتصال.
آلة تورنغ الكمومية ولا تُستخدم آلات تورنغ الكمومية دومًا لتحليل الحساب الكمومي؛ تعد دائرة الكم أكثر النماذج شيوعًا؛ وتعد هذه النماذج مكافئة من الناحية الحسابية.
دائرة كمومية تسمى معاملات هذه المعادلة n-كيوبت. بعكس البوابات المنطقية التقليدية، فيمكن عكس البوابات المنطقية الكمومية. وبالعادة، يتطلب العمل بالبوابات المنطقية الكمومية قيم لـn صغيرة.
مجموعة كمومية المجموعة الكمومية في الرياضيات والفيزياء النظرية تشير إلى أنواع مختلفة من الجبر غير التبادلي مع بنية إضافية. بشكل عام المجموعة الكمومية هي نوع من جبر هوبف ولا يوجد لحد الآن تعريف شامل لها.
ثقب أسود افتراضي في الثقالة الكمومية، الثقب الأسود الافتراضي هو عبارة عن ثقب أسود لها وجود مؤقت نتج عن التأرجح الكمومي للزمكان. هناك مثال عن الرغوة الكمومية وكذلك للتناظر الثقالي للزوجين الإلكترون-بوزيترون في الديناميكا الكهريائية الكمومية. تقترح الأدلة النظرية بأن على الثقوب السوداء الافتراضية أن تمتلك كتلة طبقاً لما تقترحه نظرية كتلة بلانك، وأن تمتلك أيضاً دورة حياة بناءً على نظرية زمن بلانك، وتحدث مرة واحدة تقريباً لكل حجم بلانك.
حاسوب كمومي طوبولوجي واكتشفوا أن جهاز الحاسب الكمومي التقليدي، في ظل ظروف تشغيل مثالية (دون أخطاء) للدوائر المنطقية، سيقدم حلاً على مستوى دقة مطلق، في حين أن جهاز الحاسب الكمومي الطوبولوجي في ظل ظروف تشغيل مثالية سيقدم الحل بمستوى محدود فقط من الدقة. بيد أن أي مستوى لدقة الإجابة يمكن الحصول عليه بإضافة المزيد من جدائل الضفائر (الدوائر المنطقية) إلى الحاسب الكمومي الطوبولوجي، بموجب علاقة خطية بسيطة. بمعنى آخر، يمكن أن تحقق زيادة معقولة في العوامل (جدائل الضفائر) درجة عالية من دقة الإجابة. ويتم إنجاز [بوابات] الحوسبة الفعلية باستخدام الحالات الحدية لمفعول هول الكمومي الكسري. وهذا يعزز أهمية طرز الأنيونات أحادية الأبعاد. ففي البعد الأحادي يمكن تعريف الأنيونات تعريفًا جبريًا.
عدد كم مغناطيسي ولكي نبين أن اعداد الكم التي نتعامل معها تنتمي إلى حالات كمومية لإغن كل من تلك الأعداد الكمومية تحوي ثابت بلانك المخفض التي تسمح باتخاذ مستويات طاقة منفصلة أي مستويات طاقة كمومية .
نقطة كمومية وكونها صفرية الأبعاد، أصبح للنقاط الكمومية كثافة حالاتٍ أكثر حدةٍ من الهياكل الأعلى في الأبعاد. نتيجةً لذلك، فالنقاط الكمومية تتسم بأن لها خصائصاً انتقاليةً وبصريةً أعلى، بالإضافة إلى إتاحة الفرصة لإجراء الأبحاث عليها لاستخدامها في تصنيع (ديود الليزر) ثنائي الأقطاب الليزري ، مكبرات الصوت، والمستشعرات الحيوية. هذا ويمكن إثارة النقاط الكمومية داخل المجال الكهرومغناطيسي المدعوم محلياً والمنتج بواسطة الجسيمات النانوية الذهبية، والتي يمكن حينئذٍ ملاحظتها من صدى سطح البلازمون في مطياف الإثارة الضوئية لبلورات (سيلينيد الكادميوم) كبريتيد الزنك النانوية. وتتناسب النقاط الكمومية عالية الجودة مع تطبيقات الترميز البصري والمضاعفة المتزايدة بسبب ملامح الإثارة المتعددة لها، وأطياف الانبعاث الضيقة/ المتماثلة. هذا ويتيح الجيل الجديد من النقاط الكمومية احتماليةً بعيدة المدى لدراسة العمليات التي تحدث داخل الخلية على المستوى الجزيئي الفردي، بالإضافة إلى التصوير الخلوي عالي الدقة والجودة، الملاحظة الحيوية (إن فيفو) طويلة المدى للمرور الخلوي، وكذلك استهداف الأورام والعمليات التشخيصية المختلفة.
نقطة كمومية هذا ويتم دراسة وبحث تطبيقاً آخراً متطوراً محتملاً من تطبيقات النقاط الكمومية والذي يتمثل في استخدام النقاط الكمومية كفلوروفورٍ غير عضويٍ للكشف عن الأورام داخل نطاق العمليات باستخدام مطيافية التألق الفلوري .