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Das Potenzial der Quantentechnologie


Quantentechnologie: GPS, Supercomputer und unknackbare Codes
Ist die EU der Ort für modernste Quantenphysik?


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Laser, Transistoren, GPS, Mobiltelefone und andere Geräte basieren auf quantenphysikalischen Effekten. Nun befinden wir uns an der Schwelle zu einer zweiten technologischen Revolution in der Quantenphysik, auf deren Basis Supercomputer und unknackbare Verschlüsselungsmethoden bald Wirklichkeit werden könnten. Das für die Bewertung wissenschaftlicher und technischer Optionen zuständige Panel des EU-Parlaments, STOA, veranstaltete am 6. April einen Workshop mit Experten.

Die Quantentheorie beschreibt, wie sich Materie auf subatomarer Ebene verhält - bis hin zu den Elektronen. Dieses Verhalten ist, im Vergleich zu unserer normalen Welt, sehr seltsam, also abnorm. Zum Beispiel können sich Elektronen gleichzeitig an zwei Orten aufhalten. Dieses Phänomen wird als Superposition bezeichnet. Auch gibt es dank des Effekts der "Quantenverschränkung" Interaktionen zwischen Teilchen, die weit voneinander entfernt sein können.

Wissenschaftler und Ingenieure machen sich die bizarren Gesetze der Quantenphysik zunutze, um innovative Technologien zu entwickeln: hochempfindliche Sensoren, präzise Uhren und rasend schnelle Computer.

Auf Grundlage der Fähigkeit subatomarer Teilchen, gleichzeitig verschiedene Zustände annehmen zu können, soll nun ein Quantencomputer entwickelt werden. Während herkömmliche Computer als kleinste Informationseinheiten die klassischen Bits verwenden, arbeitet der Quantencomputer mit Quantenbites, kurz Qubits. Während Bits nur die Werte 1 oder 0 annehmen können, können Qubits diese beiden Werte auch gleichzeitig annehmen. Auf diese Art und Weise können Computer Abläufe "parallel" berechnen und die Geschwindigkeit erhöht sich exponentiell.

EU-Abgeordnete diskutierten mit Experten
Der österreichische EU-Abgeordnete und Vorsitzender von STOA (Science and Technology Options Assessment), Paul Rübig (EVP), eröffnete den Workshop. Er sagte: "Quantentechnologien bereiten auch den Weg zu sicherer Kommunikation durch womöglich unknackbare Verschlüsselungen."

Die kommerzielle Nutzung der Quantenmechanik halte sich laut Günther Oettinger, EU-Kommissar für die digitale Wirtschaft und Gesellschaft, noch in Grenzen. "Hier ist das Timing sehr wichtig, da die Konkurrenz nicht warten wird", warnte er.

Der französische Physiker Alain Aspect rief die europäische Politik dazu auf, Wissenschaftler finanziell besser zu unterstützen: "Sonst ist es uns nicht mehr möglich, in der oberen Liga mitzuspielen." Und er ergänzte: "Ein Teil des Geldes muss dazu genutzt werden, Partnerschaften mit der Industrie herzustellen."

"Wir wollen den Wissenstransfer möglich machen - zwischen Wissenschaft, Industrie und Politik", fügte die niederländische EU-Abgeordnete Cora van Nieuwenhuizen (ALDE) hinzu. Leo Kouwenhoven vom QuTech Institut der Technischen Universität Delft in den Niederlanden wies darauf hin, dass ein Quantencomputer nicht nur viel schneller, sondern auch energieeffizienter als ein klassischer Computer arbeiten würde. "Schon heute beträgt der weltweite Energieverbrauch des IT-Sektors rund 10 Prozent der Stromrechnung."

Alain Aspect resümierte: "Ob es 35 oder 25 Jahre dauern wird, einen Quantencomputer zu entwickeln, ist nicht gewiss, aber wir müssen uns bewusst sein, dass das, was in der Physik theoretisch möglich ist, auch in der Realität möglich ist." (EU-Parlament: ra)

eingetragen: 20.04.16
Home & Newsletterlauf: 04.05.16



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