Das Forschungsquartett — dieses Mal in Kooperation mit dem Forschungszentrum Jülich
100 Jahre Quantenphysik
Vor rund 100 Jahren haben drei Physiker die Quantenmechanik formuliert und damit die Grundlagen für die Quantenphysik geschaffen. Die Quantenphysik beschäftigt sich mit den kleinsten Teilchen — also etwa mit Atomen, Elektronen und Photonen — und deren Beziehungen zueinander.
Ohne die Quantenmechanik gäbe es keine digitale Kommunikation — denn jede Elektronik basiert auf der Bewegung von Elektronen, wodurch Strom erzeugt wird und die Geräte angetrieben werden. Die Quantenmechanik ermöglicht es, zu verstehen, wie sich die Teilchen bewegen und aufeinander reagieren.
Die zweite Quantenrevolution, die vor ein paar Dutzend Jahren angefangen hat und jetzt sehr viel Lauf annimmt, ist eine Situation, wo wir einzelne Photonen manipulieren, und das führt zu neuen Möglichkeiten der Anwendung.
Tommaso Calarco, Quantenphysiker am Forschungszentrum Jülich
Foto: Forschungszentrum Jülich GmbHWas könnte kommen?
Forschenden zufolge befinden wir uns derzeit in der zweiten Quantenrevolution, in der Quantenphysikerinnen und -physiker sich damit beschäftigen, einzelne Photonen zu manipulieren. Das kann dabei helfen, leistungsfähigere Computer zu bauen oder präzisere Messungen für beispielsweise Satellitennavigation durchzuführen. Außerdem rechnen die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen damit, dass Quantentechnologien dazu beitragen werden, die Kommunikation abhörsicherer zu machen.
Quantenkommunikation basierend auf einzelnen Photonen bedeutet: Wenn ich Ihnen meine Daten schicke mit einzelnen Photonen, dann können die nicht in Hälften aufgespalten werden. Das heißt, es ist für Außenstehende nicht möglich, die Dateien abzuhören.
Tommaso Calarco, Quantenphysiker am Forschungszentrum Jülich
Wie ist der aktuelle Stand in der Quantenphysik und wie sieht ihre Zukunft aus? Das hat detektor.fm-Redakteurin Alina Metz den Quantenphysiker Prof. Tommaso Calarco vom Forschungszentrum Jülich gefragt — und „Forschungsquartett“-Moderatorin Karolin Breitschädel berichtet in dieser Podcastfolge von ihren Erkenntnissen. Das Forschungszentrum Jülich deckt im Bereich der Quantenphysik die ganze Wertschöpfungskette ab — von der Forschung an Quantenmaterialien über die Herstellung von Quantenchips bis hin zu der Entwicklung von Soft- und Firmware. Prof. Calarco leitet am Forschungszentrum Jülich das Institut für Quantum Control und ist der Vorsitzende vom Quantum Community Network.