IAT Science-Cast Folge 09 Von den Anfängen der Quantenmechanik bis zur zweiten Quantenrevolution

Shownotes

Impulsvortrag von Dr. Johannes Kofler beim IAT TechDay'25

Die Quantenmechanik ist eine der fundamentalen Theorien für die Beschreibung der Natur und feierte 2025 ihren 100. Geburtstag. Ihre Konsequenzen für unser Weltbild sind gravierend, weil sie einen radikalen Bruch mit den Gesetzen der klassischen Physik verlangt. Dieser Vortrag beinhaltet eine kurze Einführung in die seltsame Welt der Quanten und erklärt quantenmechanische Grundbegriffe. Zum Schluss werden die beiden wichtigsten Entwicklungen im neuen Feld der Quanteninformation – Quantenkryptographie und Quantencomputer – vorgestellt.

Zur Person

Seit 2023 ist Dr. Johannes Kofler Senior Lecturer für „Quantum Information & Learning“ am Institut für Integrierte Schaltungen und Quantum Computing der JKU Linz. Nach seinem Studium der Technischen Physik promovierte er in theoretischer Quantenphysik an der Universität Wien und beschäftigte sich als Postdocs bei Anton Zeilinger (Universität Wien) und Ignacio Cirac (Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Garching/München), mit den Grundlagen der Quantenmechanik und der Quanteninformation. Von 2018 bis 2023 war er wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Gruppe von Sepp Hochreiter am Institut für Maschine Learning der JKU Linz, wo er Deep-Learning-Methoden auf Probleme der Quantenphysik und Astronomie anwendete.

Die Folien zum Vortrag finden Sie unter:
https://www.akademietraunkirchen.com/iat-science-cast-folge-09-von-den-anfaengen-der-quantenmechanik-bis-zur-zweiten-quantenrevolution/

Transkript anzeigen

00:00:02: Wissen schafft Begeisterung.

00:00:04: Internationale Akademie Traumkirchen.

00:00:07: Guten Tag und herzlich willkommen!

00:00:10: Schön, dass Sie dabei sind.

00:00:12: Im Sinne unseres Motos Wissenschaft-Begeisterung freuen wir uns Ihnen den Vortrag von Dr.

00:00:18: Johannes Kofler vom zwölften Juni twenty-fünfundzwanzig präsentieren zu können.

00:00:24: Im Rahmen vom IAT Tech Day XXV hielt Dr.

00:00:28: Johannes Kofler den Impulsvortrag von den Anfängen der Quantenmechanik bis zur zweiten Quantenrevolution an der Internationalen Akademie Traunkirchen.

00:00:39: Dr.

00:00:39: Johannes Kofler ist Senior Lecturer für Quantum Information and Learning am Institut für integrierte Schaltungen und Quantum Computing, der Johannes Keppler Universität Linz.

00:00:51: Von dem Jahr ist es bis zu dem Jahr im Jahr, dass er in der Gruppe von Sepp Hochreiter am Institut für Maschinen-Learning der Johannes Kepler Universität Linz, wo er die Learning-Methoden auf Probleme der Quantenphysik und Astronomie anwendete.

00:01:09: Wir wünschen Ihnen eine spannende und aufschlussreiche Nachhörmöglichkeit!

00:01:17: Guten Morgen liebe Schülerinnen und Kollegen!

00:01:22: Herzlichen Dank für die einleitenden Worte und überhaupt für die Einladung.

00:01:26: Es ist mir immer eine sehr große Freude an die Akademie Traumkirchen zu kommen, ich war schon öfter hier für Workshops-Vorträge und auch für Konferenzen.

00:01:35: als junger Dissertant vor fünfzehn Jahren oder mehr waren wir schon mit Anton Zeilinga hier also noch nicht mal alle Räume fertig renommiert worden sind und das alles noch im Aufbau war.

00:01:49: Meine Aufgabe ist es jetzt in der nächsten Viertelstunde, euch etwas über Quantenphysik zu erzählen und neugierig zu machen.

00:01:57: Und auch etwas in Stimmung zu bringen für die Workshops, die dann am Vormittag und zum Mittag stattfinden.

00:02:05: Von den Anfängen der Quantenmechanik bis zur zweiten Quantenrevolution ist das Titel.

00:02:09: Ich habe natürlich sehr wenig Zeit also muss im Schnellflug gehen.

00:02:13: aber Zu Beginn möchte ich quasi einstimmen, ihr habt alle Physik in der Schule und die gesamte klassische Physik sei es jetzt die Mechanik, die Optik oder die Thermodynamik hat über Jahrhunderte lang aufgebaut worden.

00:02:34: Obwohl sie sehr verschiedene Phänomene beschreibt und unterschiedliche Methoden verwendet ganz besondere gemeinsame Charakteristiken.

00:02:43: Nämlich die, dass in der klassischen Musik alle Objekte stets definitive Eigenschaften haben.

00:02:49: Die Welt läuft ab wie ein Urwerk.

00:02:53: Es gilt Determinismus und Kausalität.

00:02:55: Auf jede Ursache folgt eine Wirkung.

00:02:58: Alles hat einen Grund.

00:03:00: Wahrscheinlichkeiten, sofern wir sie in der Physik verwendet haben, waren aus rein praktischen Gründen verwendete.

00:03:06: Weil wir nicht einfach die technischen Möglichkeiten haben alle... einzelnen Rand- und Anfangsbedingungen genau zu wissen.

00:03:13: Aber wenn man sie wüsste, dann wäre im Prinzip alles vorherberechenbar.

00:03:16: Das ist das sogenannte laplasche Dämonen.

00:03:19: Wenn der einmal von jedem Atom im Universum Ort und Geschwindigkeit kennt, kann er beliebig in die Zukunft und die Vergangenheit rechnen weil alle gesetzte Deterministische sind in der klassischen Musik.

00:03:31: Aber es gab ein paar Probleme.

00:03:33: Die klassische Physik konnte einige Dinge nicht erklären, woher nimmt die Sonne ihre Energie her?

00:03:40: Was brennt da wirklich?

00:03:42: Wie genau kann man das Strahlungsspektrum mehr klären?

00:03:45: und einige weitere Dinge?

00:03:46: Max Blank hat den Anstoß zu einer neuen Physik gegeben Verzweiflungstat die Energiepakete gequantelt, die die Ränder von einem sogenannten schwarzen Strahler aufnehmen können und hat dadurch das sogenannte Schwarzkörperproblem lösen können.

00:04:07: Erklären können wie ein Glüh in der Körper Licht emittiert oder Wärme emitiert und wie also Energie über Wellenlänge wie dieses Spektrum ausschaut.

00:04:15: man konnte das ohne diesen ersten Impuls vom Quantenphysik nicht erklären.

00:04:20: Ein weiterer Meilenstein, den wir heute auch in den Workshops uns anschauen können ist der sogenannte photoelektrische Effekt.

00:04:28: Albert Einstein hat den auf eine Metalloberfläche und will Elektronen rauskicken.

00:04:37: Und man kann Licht einer bestimmten Wellenlänge sagen wie rotes Licht, das hat wenig Energie beliebig intensiv machen.

00:04:44: es kommen keine Elektronenaus.

00:04:46: Wenn man aber blaues Licht nimmt oder ultraviolettes Licht dann reicht schon eine kleine Intensität aus und man schlägt elektronen heraus.

00:04:52: Das ist deswegen der Fall, weil das Licht letztlich nicht aus Wellen besteht sondern aus Paketenfotonen.

00:04:57: Und die roten Photonen haben einfach nicht genug Energie.

00:05:00: Man kann beliebig viele draufschießen.

00:05:01: kein einziges rotes Fotos schafft es in Elektronen raus zu kicken aber ein UV oder blaues Fotos Schafft es.

00:05:08: D.h.

00:05:08: Einstein hat blank, hat hat hat die Energienniveaus in den Wänden des Schwarzen Körpers gequantelt, Einstein hat das Licht selber gequandelt.

00:05:18: Bohr hat dann die Energiebahnen im Atom gequantelt.

00:05:22: Elektronen können sich im Atomen nicht beliebig aufhalten, sondern laut Bohr nur in bestimmten Bahnen und bei den Übergangen wird Energie abgestrahlt.

00:05:30: Das Bohrschatomodell war nun ein Zwischenmodell weil die echte nahezu quasi fertige Quantenphysikte haben wir dann, der Jahr nineteen fünfundzwanzig sechsund zwanzig durch Werner Heisenberg Erwin Schrödinger und viele weitere Ab.

00:05:43: da hat die Theorie dann quasi einen Ausmaß gehabt die Naturphänomene allumfassend erklären zu können.

00:05:51: Die klassische Physik hat uns über die Jahrhunderte viele technische Entwicklungen gebracht, also alles was mit der Dampfmaschine oder den Motoren zu tun hat – mit Elektrizität

00:06:02: usw.,

00:06:03: das sind alles die Errungenschaften von moderner klassischer Physik, die ja mit Galilei begonnen hat und über die Jahrhundarte sich entwickelt hat.

00:06:14: Die Quantenphysik hat dann den Anstoß gegeben im zwanzigsten Jahrhundert, ab den Neunzehnvierzigen ungefähr für die sogenannte erste Quantenrevolution.

00:06:24: Das ist durch das Verständnis des Atomkerns, Atomkraft-Atombombe, der Transistor, ein Halbleiterbauelement.

00:06:37: Die Grundlage von jedem Computership – jeder von euch trägt das in der Hosentasche heutzutage im Handy und wer schon mal nötig hat dem Krankenhaus Magnet-Resonanz-Tomographie, da verwendet man den Kernspin in unseren Atomen im Körper und schickt quasi Magnetfelder durch um zu messen wo was ist.

00:06:55: Man geht davon aus dass dreißig Prozent des Bruttoinhaltsprodukts von modernen Industriestaaten von dieser ersten Quantenrevolution abhängt.

00:07:04: Nun ist Quantenphysik fundamental anders.

00:07:07: Wir schauen uns gleich an ein paradigmatisches Beispiel, wenn man einzelne Lichterlchen Photonen auf einen Fünfzig-Fünftig-Strahlteiler schickt und hinten Detektoren aufstellt dann sieht man dass das nicht wie eine Welle hinten halbe halbe Intensität hat sondern manchmal der eine Detektor klickt und manchmal der andere.

00:07:26: Das Photon kann sich Insofern nicht aufteilen, es kann nur in einem Detektor einen Klick erzeugen.

00:07:33: Welcher Detektur klickt?

00:07:34: Kann die Quantenmechanik nicht mehr vorhersagen!

00:07:37: Das ist ein Bruch zur Jahrhunderten perfekten Determinismus der klassischen Physik.

00:07:41: Die Quantenphysik kann das nicht mehr leisten und wir gehen heute davon aus motiviert durch moderne Experimente unter anderem für die auch Anton Zeilinger den Nobelpreis bekommen hat dass es keinen Grund dafür gibt.

00:07:53: Noch einmal die Gegenüberstellung – in der klassische Physik ist jeder Zufall letztlich determiniert.

00:07:58: Roulette funktioniert deshalb, weil die kleinsten Unebenheiten im Rad oder irgendein Luftmolekül zu so einem chaotischen Endresultat führt dass man es nicht vorher berechnen kann.

00:08:09: oder auch eine Wettervorhersage funktioniert nicht gut, weil schnell Chaos eintritt.

00:08:14: aber es liegt letztlich nur an der am technischen Problem alle Einzelheiten zu kennen und an der Computerleistung das vorherzurechnen.

00:08:20: Von der Physik her wäre das alles vorherberechenbar, wir nennen diesen Zufall daher nur subjektiv.

00:08:26: Das ist ein subjektiver Zufalls kein wirklicher Zufall!

00:08:29: In der Quantenphysik scheint es aber diesen echten objektiven Zufall zu geben.

00:08:34: Wann ein radioaktiver Satom zerfällt.

00:08:37: Also, wenn es eine Halbwärtszeit von einer Stunde hat – ob das nach einer halben Stunde zerfellt oder noch einer Stunde oder noch hundert Minuten oder noch zweihundert Minuten – für das einzelne Ereignis kann es nicht vorhergesagt werden genauso wie unser Photon am Strahlteiler.

00:08:48: Ob das einzelnen Photon durchgeht oder reflektiert wird, kann die Quantenphysik nur nicht vorhersagen und nur die Wahrscheinlichkeiten.

00:08:56: Diesen Zufall nennen wir also objektiv.

00:08:58: Nun ist es aber so dass obwohl ein Photon letztlich nur einen Blick in einem Detektor erzeugt Es sich trotzdem gewisserweise wie eine Welle bewegt.

00:09:08: Wenn wir ein Photon auf einen Fünfzig-Fünftig-Beamsplitter senden, dann hat es ja diese zwei Möglichkeiten A und B. Wenn Wir dann zwei Spiegel aufstellen hier in schwarz und die Photonen wieder zusammenbringen mit einem zweiten Strahlteiler Dann gibt's danach zwei Möglichkeiten.

00:09:24: Und jetzt stellt sich heraus dass die Quantenmechanik vorher sagt das diese verschiedenen Möglichkeiten miteinander interferieren können.

00:09:32: Das Photon ist also wie eine Wahrscheinlichkeitswelle, die sich durch den Raum bewegt und mit sich selber dann interferieren kann und eine Überlagung erzeugt.

00:09:41: Und es gibt auf dem einen Ausgang eine konstruktive Interferenz und auf dem anderen Ausgang ein destruktivinterferenz.

00:09:47: Deshalb wird immer nur der eine Detektor klicken.

00:09:50: Das ist ein ganz berühmtes Experiment in der Geschichte der Physik des sogenannten Marchzehnder-Interferometer, das auch mit einzelnen Photonen funktioniert Und wir schauen uns das nicht für Einzlerfotonen, aber für starkes Licht heute auch in den Gruppenworkshops an.

00:10:09: Das Ganze kann man sich also vorstellen wie dieses Comic hier der Skifahrer links und rechts um den Baum fährt und später wieder weiter fährt.

00:10:19: Genauso wie dieser Comic-Skifahrer verhalten sich Quantenteilchen tatsächlich im Mikrokosmos.

00:10:28: Ich gehe davon aus, viele von euch haben über das Doppelspaltexperiment schon mal gehört in der Schule.

00:10:38: Okay man sieht in ein paar Klassen wurde das behandelt und in ein Paar anderen noch nicht.

00:10:42: Stellt es Euch einfach vor wir haben eine Wand in der zwei Schlitze sind und wir schießen da Fußbälle drauf Und dahinter stellen wir einen Beobachtungsschirm auf und messen, wo die Fußbälle auftreffen.

00:10:54: Es ist klar, die Fußbälle werden abrollen.

00:10:56: Die können nur durch die Schlitze durch und es wird dahinter zwei so Streifen geben, wo sie landen können.

00:11:02: Das ist normale klassische Physik mit Fußbällen, Sandkörnern, Murmeln oder was auch immer.

00:11:08: Wenn wir das Experiment mit Wasser machen, wenn wir zu einem See gehen in den See eine Wand bauen und in die Wand zwei Schlitze machen und dann einen Stein reinwerfen.

00:11:17: Die Welle breitet sich aus geht zur Wand kommt nur durch die Schlitzen durch.

00:11:21: bei den beiden Schlitz entstehen wieder zwei so kreisförmige Wellen.

00:11:26: Und werden wir da hinter das Wellenmuster des Wassers anschauen kann jeder von euch wirklich machen.

00:11:30: Dann wird man sehen Orte von hoher Intensität und Niedrigerintensität der Wasserwellenschwingung.

00:11:39: Das ist ein Standardphänomen der klassischen Wellentheorie, wir haben das für Schallwellen, wir.

00:11:46: Wenn wir dieses Experiment jetzt mit Quanten machen, mit einzelnen Photonen und mit einzelne Elektronen aber auch mit einzelneren Molekülen die Zehntausende Masseneinheiten schwer sind Markus Arndt macht das in Wien federführend.

00:11:59: Dann sieht man den folgenden Effekt Man bekommt das Interferenzmuster der Wellen Aber man hat die einzelnen Klicks der Teilchen.

00:12:08: Zu jedem Zeitpunkt gibt es nur einen Klick wo ein Photon auftrifft oder ein Molekül Und trotzdem hat man auch das Interferenzmuster.

00:12:16: Das ist der sogenannte Welleteilchen-Dualismus, den die Quantenmechanik hat.

00:12:20: Quantensysteme verhalten sich teilweise wie Wellen und teilweise wie Teilchen sind aber in Wahrheit weder noch beide Vorstellungen Welle und Teilchen nur Hürden, die unser Gehirn nimmt um damit umgehen zu können.

00:12:34: Der mathematische Formulismus sagt genau voraus, wie es ist komplexwertige Wahrscheinlichkeitswellen in einem mathematischen Raum, der nicht unser echter Raum ist.

00:12:48: Funktioniert es mit großen Objekten?

00:12:50: Vermutlich nicht!

00:12:51: Also wenn wir glauben, wir machen das Doppelspartiexponent mit Katzen dann wird das vermutlich eine blutige Angelegenheit wie in diesem Comic hier Und Erwin Schrödinger hat tatsächlich geglaubt, dass das unmöglich ist und hat das berühmte Schrödlinga Katzen-Gedankenexperiment vorgebracht.

00:13:06: Um sich in Wahrheit über die Quantenmechanik um zu zeigen wie lächerlich es ist.

00:13:10: Also Schröninger hat das Gedankexperment vorgebracht um zu zeigen, dass da nicht der Weisheit letzter Schluss sein kann und QuantenMechanik dass da irgendwas noch nicht stimmt.

00:13:20: Aber seitdem ist es in Wahrheit eine Challenge für die Forschungsgemeinschaft und Forschungsgruppen, um die ganze Welt verteilt verwenden große Anstrengungen und Hingabe und auch finanzielle Ressourcen.

00:13:34: Um makroskopische Quanteneffekte mit immer größeren Teilchen und Systemen zeigen zu können.

00:13:42: Man ist noch lange nicht bei Katzen, aber man isst bei Mikrokügelchen die man mit freiem Auge schon fast sehen kann.

00:13:49: das macht man dann natürlich in einer Vakuumkammer hoch kontrolliert und so weiter.

00:13:54: Aber es gibt offenbar aus heutiger Sicht noch keine Grenze ab der diese Quantenphänomene nicht mehr möglich sein sollten.

00:14:02: Das ist eine offene Forschungsfrage ob sie eine Grenze gibt oder ob man das beliebig weitertreiben kann.

00:14:08: jetzt kurzer Szenenwechsel.

00:14:11: Der klassischen Physik und vor allem in der klassischen Informationstheorie ist das fundamentale Informationsquantum, quasi ist es Bit.

00:14:21: In einem Computer nennt man das Null oder Eins oder auch einen An- oder Ausschalter und alle Computers, die Handys in eurer Hosentasche arbeiten mit klassischen Bits wo ein klassisches Bit letztlich hinterlegt ist durch eine gewisse Spannung, die getragen wird von ABA Trilliarden von Teilchen letztlich.

00:14:43: In der Quantenmechanik verwenden wir einzelne subatomare Teilchen, Elektronen, Photonen oder auch ganze Atome und Ionen um Quantenpits zu repräsentieren.

00:15:00: Bei einem Lichtteilchen wären die Quantenpitzustände zum Beispiel horizontale und vertikalipolarisation in einem Atom bis hier gezeichnet ist rechts Das wäre zum Beispiel der Quantenzustand Null.

00:15:14: Es ist im Grundzustand, das heißt das Elektronis im ersten Niveau und der Zustand Eins wäre das Elektrone im höheren Nivea.

00:15:21: Und jetzt ist es aber in der Quantenmechanik möglich alle möglichen Superposition aus Null-und-Eins zu erzeugen.

00:15:27: Man kann sich das so vorstellen dass die klassischen Bits Null und Eins die leben quasi an zwei Punkten.

00:15:33: Jetzt denken wir uns eine Kugel der Nordpolis Null, der Südpolis Eins.

00:15:37: Der klassische Computer kann nur mit Nordpol und Südpol rechnen.

00:15:40: Da gibt es nur Null- und Eins, mehr gibt's nicht!

00:15:42: In der Quantenphysik kann man jeden Zustand auf der Oberfläche einer Kugel erreichen.

00:15:47: Das heißt da gibts wie einen breiten Grad oder einen längeren Grad und jeder Zustand aus dieser Kugeloberfläche ist möglich.

00:15:53: Insbesondere zum Beispiel der Null plus eins liegt am Equator irgendwo.

00:15:58: Und das heißt einfach, man hat eine Fünfzigprozentwahrscheinlichkeit für Grundzustand oder fünfzigprozentige Wahrscheinlichkeit und diese Quantenzustände werden dann noch einmal um ein deutliches Maß interessanter, wenn man zu zwei Systemen geht.

00:16:17: In der Produktzustände sind Zustände wo der Gesamtzustand erklärbar ist durch die beiden einzelnen Zustände.

00:16:25: das heißt wenn man zwei Quantensysteme hat A und B und A ist in einem gewissen Zustand B, B ist im bestimmten Zustand V Und dann ist der Produktzustand einfach das Produkt aus den beiden.

00:16:36: Ein Beispiel, Quantenbit A ist im Zustand Null, Nordpolquantenbit B ist im Zustand ein, Südpol.

00:16:42: Der Gesamtzustand wird durch die Einzelzustände beschrieben.

00:16:45: Unsere gesamte klassische Welt ist so... Wenn wir zwei Objekte beschreiben wollen, dann beschreiben wir die beiden Objekten einzeln und sind fertig.

00:16:53: In der Quantenphysik gibt es jetzt aber Verschränkungen.

00:16:55: Verschränkungen sind Zustände, die nicht so geschrieben werden können.

00:16:59: Zum Beispiel dieses Nullnull plus eins-eins.

00:17:01: Das heißt es gibt keine Beschreibung mehr des Ganzen durch die Teile und dafür gibt es keine Analogie in der klassischen Welt.

00:17:09: wie auch immer man versucht es zu erklären das hat irgendwie Krücken oder Hürden.

00:17:12: letztlich gibt es für quantenmechanische Verschrankungen kein klassisches Verständnis.

00:17:17: unsere makroskopische Alltagswelt ist nicht so Wann immer wir ein Gesamtsystem beschreiben wollen, hier in diesem Raum.

00:17:23: Wir beschreiben die Einzlobjekte und dann sind wir fertig.

00:17:26: In der Quantenmechanik gibt es aber Informationen in den Korrelationen unter Verlust der einzelnen Eigenschaften.

00:17:34: Erwin Schrödinger hat das DIE charakteristische Eigenschaft der Quantenechanik genannt Die unsere Abkehr vom klassischen Denken erzwingt.

00:17:42: Verschränkung enthängelment auf Englisch Und wer von euch hat über die Belsche Ungleichung schon mal gehört?

00:17:48: Zumindest Auch noch niemand, das ist dann interessant.

00:17:51: Ich kann es heute nur erwähnen man kann mit diesen verschenkten Teilchen Experimente machen.

00:17:56: Man kann verschränkte Teilchen an zwei verschiedene Orte bringen dort Messungen machen und sich die Korrelationen anschauen.

00:18:03: Und klassische Systeme sind in den Korrelations beschränkt.

00:18:07: ihr fühlen die sogenannte belche Ungleichung Während quanten Zustände, verschränkte Quantenzustände diese belche Umgleichung verletzen können.

00:18:14: Das heißt, quantenmechanische Systeme, verschränkte Systeme können stärker miteinander korreliert sein als es klassische Systemes sein können.

00:18:23: Die Koalition in der Quantenmechanik können also stärken erreichen die klassisch nicht möglich sind.

00:18:29: das ist dutzend hunderttausendfach gezeigt mit verschiedensten Sythemen, Photonenatomen und so weiter.

00:18:35: Das schließt sogenannte lokale versteckte Parameter aus, Einstellungen und Schrödinger.

00:18:40: haben man die noch geglaubt.

00:18:41: Und mittlerweile ist Verschränkung nicht mehr nur von fundamentalem Interesse für Grundlagenforscher sondern es ist die Grundlage für alle Quantentechnologien, insbesondere Quantencomputer.

00:18:52: Und als B-Glauser-Zeilinger haben ihren Nobelpreis bekommen, insbesondere für Bell-Experimente, die diese Quantenverschränkung testen.

00:19:01: Ich komme Zum Ende von meinem Vortrag, ich möchte natürlich schon erwähnen was ist jetzt so ein Quantencomputer oder Quantensimulator der Teil dieser Quantentechnologie modern.

00:19:12: Quantenkomputer können bestimmte Aufgaben schneller lösen als klassische Computer.

00:19:17: Berühmte Beispiele sind Primfaktorzerlegung, das ist relevant für Kryptografie oder auch Simulation von Materialeigenschaften oder biochemischen Prozessen.

00:19:28: und am rechten Bild hier sehen wir einen Quantenkomputer von Google.

00:19:32: Das sind super leitende Quantenbits ein paar Dutzend oder hundert.

00:19:37: die sind kriostatisch gekühlt Und mit denen kann man diese Rechnungen erzeugen.

00:19:42: es fließen Milliarden jährlich in die Entwicklung des Quantencomputers rein.

00:19:47: Er steckt in gewisser Hinsicht noch in den Kinderschuhen, aber optimistische Leute würden sagen dass man in ein paar Jahren vielleicht so fünf bis zehn Jahre funktionierende nützliche Quantenkomputer haben kann.

00:20:01: Das bringt mich zu meiner letzten Folie.

00:20:03: Was ist jetzt diese zweite Quantenrevolution?

00:20:05: Im Quantenkomputer haben wir schon erwähnt und im Quantensimulator, links sehen wir ein echtes Bild von einem Ionen-Quantencomputer vom Kollegen Martin Ringbauer aus Innsbruck.

00:20:15: In der Mitte sehen wir eine künstlerische Darstellung eines zukünftigen Quanteninternets, sateliertenbasiert könnte man verschränkte Teilchen an verschiedene Orten bringen machen.

00:20:31: und die dritte Säule, die mich auch persönlich in meiner Forschung derzeit sehr interessiert ist quantensensorik.

00:20:37: Wir verwenden da einzelne verschränkte Quantensysteme oder kleine Quantencomputer um Bildgebung oder Messtechnik besser zu machen als es jedes klassische Gerät können würde.

00:20:51: Das ist die sogenannte Quantensensorik.

00:20:54: Und diese drei Säulen sind die Grundlagen der sogenannten zweiten Quantenrevolution, etwas das wir jetzt in den letzten zwanzig Jahren oder so vorantreiben.

00:21:04: und im Gegensatz zur ersten Quantenrevolution verwendet die zweite Quanten-Revolution eben einzelne Quantenoobjekte.

00:21:10: nicht mehr Trilliarden von Teilchen in einem Transistor sondern einzelne Ionen, einzelne Photonen.

00:21:16: Verschränkungen wird da verwendelt – das ist die zweite quantenevolution.

00:21:20: Ich bin damit am Ende von meinem Vortrag, Quantenmechanik unterscheidet sich fundamental vom klassischen Physik.

00:21:26: Wir haben objektiven Zufall wir haben Superposition und Verschränkung also auch die Möglichkeit Belsche Ungleichung zu verletzen Und das bietet uns die Grundlagen für die sogenannte zweite Quantenrevolution Die derzeit vorangetrieben wird.

00:21:42: Das sind Quantenkomputer, Quantenkryptografie und Quantensensor.

00:21:46: Ich bedanke mich herzlich für die Aufmerksamkeit.

00:21:50: Unsere nächsten Veranstaltungen finden Sie im Veranstaltungskalender unter akademietraumkirchen.com.

00:21:57: slash events.

00:21:59: Wir freuen uns, sie bei einem der nächsten Vorträge an der Internationalen Akademie Traumkirche zu begrüßen Denn

00:22:06: Wissenschaft

00:22:10: Begeisterung.

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