Kvantu tehnoloģijas: Vācijas ceļš uz digitālo revolūciju!

Kvantu tehnoloģijas: Vācijas ceļš uz digitālo revolūciju!

Kvantu fizika arvien vairāk nonāk sabiedrības uztverē un tehnoloģiju attīstībā. Patrick Emonts un Dr. Johannes Knörzer un Springer-Verlag izdotā grāmata “Kvantu nākotne – kvantu fizika un kvantu tehnoloģijas vienkārši izskaidrotas”, tiek piedāvāts visaptverošs pārskats par šo sarežģīto tēmu. Grāmatas 307 lappuses ir īpaši paredzētas plašai sabiedrībai un aptver gan kvantu fizikas pamatus, gan mūsdienu kvantu tehnoloģiju iespējas un izaicinājumus.

Autori, abi pieredzējuši fiziķi, darbā izmanto savu plašo pieredzi. Dr. Emonts vada pētnieku grupu Ulmas Universitātē kopš 2025. gada aprīļa, savukārt Dr. Knērzers pēta ETH Cīrihē kopš 2022. gada. Grāmatai pievienots slavenās profesores Sjūzenas Jeļinas (Susanne Yelin) no Hārvardas priekšvārds, un tā piedāvā ne tikai zinātnisku pamatojumu, bet arī skaidrību, kas ļauj lasītājiem bez speciālām zināšanām izprast pieredzi.

Galvenais saturs un tehnoloģijas

Viens no galvenajiem grāmatas un ar to saistītās zinātnes komunikācijas mērķiem ir iepazīstināt lasītājus ar četrām mūsdienu kvantu tehnoloģiju galvenajām jomām:

• Quantencomputing
• Quantensimulation
• Quantenkommunikation
• Quantenmetrologie

Šīs tehnoloģijas atspoguļo ne tikai zinātnes sasniegumus, bet arī potenciālu fundamentāli pārveidot rūpniecību un sabiedrību. Šajā kontekstā Federālā Ekonomikas ministrija paziņojusi, ka atbalstīs kvantu tehnoloģiju attīstību ar 878 miljoniem eiro.

Kvantu komunikācijas sasniegumi ir ievērojami. Ķīna tiek uzskatīta par pionieri šajā jomā ar 2000 kilometrus garu optisko šķiedru tīklu, kas nodrošina kvantu kriptogrāfiju un pirmās kvantu kriptogrāfiski nodrošinātās videokonferences ieviešanu. Termins "kvantu pārākums" apraksta kvantu datoru pieaugošo spēju atrisināt konkrētas problēmas ātrāk nekā tradicionālie datori. Šī tehnoloģija varētu veikt izrāvienu desmit gadu laikā un pārspēt klasiskos datorus.

Praktiski pielietojumi un nākotnes vīzijas

Pašreizējais kubitu stāvoklis kvantu procesoros svārstās no dažiem desmitiem līdz simtiem. Tomēr ievērojamam progresam ir nepieciešami miljoniem kubitu. Automobiļu rūpniecība, tostarp tādi uzņēmumi kā BMW un Volkswagen, šobrīd izvērtē kvantu datoru izmantošanu un izstrādā atbilstošus algoritmus. Tas liecina, ka kvantu fizika un ar to saistītās tehnoloģijas vairs nav teorētiska zinātne, bet arvien vairāk atrod praktisku pielietojumu.

Komerciālās kvantu kriptogrāfijas sistēmas ir bijušas pieejamas jau 15 gadus, un viens no galvenajiem kvantu komunikācijas pielietojumiem ir pieskārienu droši sakaru kanāli. Tika izstrādāti arī ļoti jutīgi sensori un precīzi pulksteņi, kuru izcelsme ir kvantu tehnoloģiju atklājumos.

ES Komisija 2018. gadā uzsāka kvantu vadošo projektu, lai šo tehnoloģiju popularizēšanā ieguldītu vairākus miljardus eiro. Vācija ir arī publicējusi "Kvantu skaitļošanas ceļvedi" un plāno nākamo desmit gadu laikā pozicionēt sevi kā pasaules līderi kvantu skaitļošanas un kvantu sensoru jomā.

Kopumā ir skaidrs, ka fundamentālo pētījumu rezultāti kvantu fizikas un kvantu tehnoloģiju jomā kļūst arvien nozīmīgāki ne tikai zinātnieku un tehniķu, bet arī plašas sabiedrības vidū. Nākamajos gados galvenā loma būs attīstībai un diskusijām par šo tehnoloģiju iespējām.

Lai iegūtu detalizētu diskusiju par kvantu fizikas un tehnoloģiju tēmām, lūdzu, skatiet Dr. Patrika Emonta un Dr. Johannesa Knērzera grāmatu, kas ikvienam sniedz pamatotu pamatu, lai labāk izprastu šo aizraujošo zinātni. Papildinformāciju par aktuālajām norisēm un programmām var atrast Deutschlandfunk un patrickemonts.com.