Über kleine Teilchen und kleine Physiker:innen
Über Quantentechnologien.
Zwar wusste ich, dass 2025 Quantenjahr ist, jedoch konnte ich mir vor drei Monaten noch nicht vorstellen, wie wörtlich Quantenforscher:innen dieses Motto nehmen würden. Seit Dezember letzten Jahres haben fast alle Tech-Giganten einen neuen Quantenchip vorgestellt, der das Beste sein soll seit geschnitten Quantenbrot. Treten wir gemeinsam einen Schritt zurück und schauen uns an, was diese Chips tatsächlich können – und was nicht.
Es mag euch überraschen: Quantentechnologie ist mehr als nur Quantencomputing. Ich rege mich gern darüber auf, dass Quantentechnologie häufig mit Quantencomputern gleichgesetzt wird, denn es gibt viele Möglichkeiten, Technologie mithilfe von Quantenphysik zu verbessern.
Hier soll es um die große, unscheinbare Schwester des Quantencomputing gehen: die Quantensimulation. Sie sind eng miteinander verknüpft und doch ist die Grundidee eine andere. Ich habe selbst Quantensimulatoren erforscht und bin deshalb möglicherweise leicht voreingenommen – doch ich finde sie höchst unterschätzt.
Wie Andy Williams sang: It’s the most wonderful time of the year! Nein, nicht Weihnachten – die Nobelpreise wurden vergeben! Dieses Jahr hatte das Nobelpreiskomitee ein besonderes Geschenk für uns: Ein Nobelpreis für Quantenphysik! Exakt 10 Jahre nach dem letzten großen Nobelpreis an die Quantenphysiker Serge Haroche und David Wineland. Keine Frage, dass wir uns das genauer anschauen müssen.
Alle Welt spricht von Quantencomputern. Hast du manchmal das Gefühl, du hast den Absprung verpasst und traust dich nicht mehr zu fragen, wie ein Quantencomputer eigentlich funktioniert und wozu er gut sein soll? Dann ist meine Blogreihe „FAQ: Quantencomputer“ für dich! Viele Newsartikel zum Quantencomputer gehen nicht (mehr) ausreichend auf die Details der neuen Quantenmaschinen ein, was schnell zu Missverständnissen und Verwirrung führt. In drei Artikeln bin ich auf die Details der „Wundermaschinen“ eingegangen. Hier findest du eine Übersicht über die Fragen, die ich versucht habe zu beantworten – inklusive einer einer Antwort in Kurzversion.
Der Quantencomputer als heiliger Gral: Mit ihm wird alles besser, alles schneller, unlösbare Probleme werden zum Kinderspiel, Banken nehmt euch in Acht – eure Verschlüsselung ist am Ende! Ist das wirklich so? Worin sind Quantencomputer wirklich besser als klassische Computer und worin vielleicht nicht? In meiner Serie „FAQ: Quantencomputer“ versuche ich häufige Missverständnisse zu beseitigen und Fragezeichen wegzuwischen. Dies ist der letzte Teil der Serie und hier geht es um die Unterschiede von klassischen und Quantencomputern.
Viele Artikel zum Quantencomputer haben es sehr eilig. „Ein Qubits kann in den Zuständen 0 und 1 gleichzeitig sein, und deshalb sind Quantencomputer besser als klassische.“ Logisch…? Ähm, nein, das war etwas zu schnell. In meiner Serie „FAQ: Quantencomputer“ versuche ich häufige Missverständnisse zu beseitigen und Fragezeichen wegzuwischen. In diesem Artikel geht es darum, wie aus vielen Qubits ein Quantencomputer wird.
Quantencomputer bringen die Quantenphysik ins Rampenlicht. Weil sich Giganten wie Google, IBM, Microsoft und Amazon darum reißen sind sie in aller Munde. Neben Fachzeitschriften berichten auch Tageszeitungen und Klatschmagazine von Qubits und Co. Immer werden Quantencomputer „einfach und kompakt erklärt“. Ich könnte auch so einen Artikel schreiben, doch ganz speziell möchte auf die Missverständnisse und Verwirrung eingehen, die solche Artikel oft verursachen. Das ist nicht (zwangsläufig) die Schuld der Autor*innen, denn niemand kann Quantenphysik hinreichend mit 5000 Zeichen erklären. Andere hingegen verkaufen den Quantencomputer unverfroren als einen heiligen Gral oder Pandoras Büchse. Wie so oft liegt die Wahrheit irgendwo in der Mitte.
WROUM, Schi, Schi, Schi, WROUM, Schi, Schi, Schi, Jiiii, Jiiii, Jiiii, Jiiii – Nein, wir befinden und nicht auf einem Techno-Konzert, sondern in einer MRT-Röhre. Alle, die schon einmal das zweifelhafte Vergnügen hatten, ein MRT-Bild anfertigen lassen zu müssen, wissen, wovon ich spreche. Als wäre es nicht schlimm genug sich wie Dracula im Sarg zu fühlen wird man dabei noch von der wohl langweiligsten Techno-Musik der Welt beschallt. Als ich so dalag und versuchte, nicht im Takt mitzuwippen, fragte ich mich: Muss das wirklich so laut sein?
Die Physik und Medizin haben eine enge, doch wechselhafte Beziehung. Viele Entdeckungen der Physik gelten genau dann als großer Durchbruch, wenn sie medizinischen Nutzen bringen. Doch manche Entdeckungen der Physik entpuppen sind als zweischneidiges Schwert. Röntgenstrahlen zum Beispiel ermöglichen einen Blick in den Körper, um Knochenbrüche zu erkennen und richtig zu behandeln. Es gibt nur einen kleinen Nachteil: Röntgenstrahlen zerstören unseren Körper und können uns töten. Abhilfe schafft die MRT!
Wer an Quantentechnologie denkt, denkt an Quantencomputer. Oder an Science-Fiction, Laserschwerter und halb tote Katzen. Aber Quantentechnologie ist mehr als die Jagd nach dem Quantencomputer. Bei der zweiten Quantenrevolution geht es darum, Grenzen zu durchbrechen und die kleinsten Bausteine der Natur zu zähmen. Was dabei herauskommt ist eine Technologie der Superlative: kleiner, schneller, sicherer, präziser. Und nicht zu vergessen: unverständlicher.