Quanten-Technologien: Deutschlands Weg zur digitalen Revolution!

Quanten-Technologien: Deutschlands Weg zur digitalen Revolution!

Die Quantenphysik findet zunehmend Einzug in die öffentliche Wahrnehmung und technologische Entwicklung. Mit dem Buch „Ein Quantum Zukunft – Quantenphysik und Quantentechnologien einfach erklärt“, verfasst von Dr. Patrick Emonts und Dr. Johannes Knörzer und veröffentlicht im Springer-Verlag, wird ein umfassender Überblick über diese komplexe Thematik angeboten. Die 307 Seiten des Buches sind speziell auf die Allgemeinheit ausgerichtet und behandeln sowohl die Grundlagen der Quantenphysik als auch die Chancen und Herausforderungen moderner Quantentechnologien.

Die Autoren, beide erfahrene Physiker, bringen ihre umfangreiche Expertise in die Arbeit ein. Dr. Emonts leitet seit April 2025 eine Forschungsgruppe an der Universität Ulm, während Dr. Knörzer seit 2022 an der ETH Zürich forscht. Das Buch wird von einem Vorwort der renommierten Professorin Susanne Yelin aus Harvard begleitet und bietet nicht nur eine wissenschaftliche Fundierung, sondern auch eine Anschaulichkeit, die es Lesern ohne Fachwissen ermöglicht, die Hintergründe zu verstehen.

Inhaltliche Schwerpunkte und Technologien

Eines der Hauptziele des Buches und der damit einhergehenden Wissenschaftskommunikation ist es, den Lesern die vier Kernbereiche moderner Quantentechnologien näherzubringen:

• Quantencomputing
• Quantensimulation
• Quantenkommunikation
• Quantenmetrologie

Diese Technologien repräsentieren nicht nur wissenschaftliche Errungenschaften, sondern auch das Potenzial, die Industrie und Gesellschaft grundlegend zu verändern. Das Bundeswirtschaftsministerium hat in diesem Kontext angekündigt, die Entwicklung von Quantentechnologien mit 878 Millionen Euro zu fördern.

Die Fortschritte in der Quantenkommunikation sind bemerkenswert. China gilt als Vorreiter in diesem Bereich, mit einem 2.000 Kilometer langen Glasfasernetz, das Quantenkryptographie ermöglicht, und der Umsetzung der ersten quantenkryptographisch gesicherten Videokonferenz. Der Begriff „Quantenüberlegenheit“ beschreibt die wachsende Fähigkeit von Quantencomputern, spezifische Probleme schneller zu lösen als traditionelle Computer. Diese Technologie könnte innerhalb von zehn Jahren einen Durchbruch erfahren und klassische Computer übertreffen.

Praktische Anwendungen und Zukunftsvisionen

Der gegenwärtige Stand der Qubits in Quantenprozessoren variiert zwischen einigen Dutzend und Hunderten. Für signifikante Fortschritte sind jedoch Millionen Qubits notwendig. Aktuell evaluiert die Automobilindustrie, darunter Unternehmen wie BMW und Volkswagen, den Einsatz von Quantencomputern und entwickelt dazu passende Algorithmen. Das zeigt, dass Quantenphysik und die damit verbundenen Technologien längst keine theoretische Wissenschaft mehr sind, sondern zunehmend praktische Anwendungen finden.

Kommerzielle Quantenkryptographie-Systeme sind bereits seit 15 Jahren verfügbar, wobei abhörsichere Kommunikationskanäle eine der Hauptanwendungsbereiche der Quantenkommunikation darstellen. Entwickelt wurden auch hochempfindliche Messfühler und präzise Zeitmesser, die ihren Ursprung in den Erkenntnissen der Quantentechnologien haben.

Die EU-Kommission hat im Jahr 2018 das Quanten-Flaggschiff-Projekt ins Leben gerufen, um mehrere Milliarden Euro in die Förderung dieser Technologien zu investieren. Deutschland hat ebenso eine „Roadmap Quantencomputing“ herausgegeben und plant, sich in den nächsten zehn Jahren an die Weltspitze im Quantencomputing und in der Quantensensorik zu positionieren.

Insgesamt zeigt sich, dass die fundamentalen Forschungsergebnisse im Bereich der Quantenphysik und Quantentechnologien nicht nur bei Wissenschaftlern und Technikern, sondern auch zunehmend in der breiten Öffentlichkeit an Bedeutung gewinnen. Die Entwicklung und Diskussion rund um die Möglichkeiten dieser Technologien wird in den kommenden Jahren eine zentrale Rolle spielen.

Für eine detaillierte Auseinandersetzung mit den Themen Quantenphysik und -technologien sei auf das Buch von Dr. Patrick Emonts und Dr. Johannes Knörzer verwiesen, das eine fundierte Basis für jedermann bietet, um diese faszinierende Wissenschaft besser zu verstehen. Weitere Informationen zu den aktuellen Entwicklungen und Programmen finden sich unter Deutschlandfunk und patrickemonts.com.