Technologie kwantowe: droga Niemiec do rewolucji cyfrowej!

Technologie kwantowe: droga Niemiec do rewolucji cyfrowej!

Fizyka kwantowa w coraz większym stopniu trafia do świadomości społecznej i rozwoju technologicznego. Książka „A Quantum Future – Quantum Physics and Quantum Technologies Simply Understanded”, napisana przez dr Patricka Emontsa i dr Johannesa Knörzera i opublikowana przez Springer-Verlag, oferuje kompleksowy przegląd tego złożonego tematu. 307 stron książki jest skierowanych szczególnie do ogółu społeczeństwa i obejmuje zarówno podstawy fizyki kwantowej, jak i możliwości i wyzwania związane z nowoczesnymi technologiami kwantowymi.

Autorzy, obaj doświadczeni fizycy, wnoszą do pracy swoją rozległą wiedzę specjalistyczną. Dr Emonts kieruje grupą badawczą na Uniwersytecie w Ulm od kwietnia 2025 r., natomiast dr Knörzer prowadzi badania w ETH Zurich od 2022 r. Do książki towarzyszy przedmowa autorstwa znanej profesor Susanne Yelin z Harvardu, która oferuje nie tylko podstawy naukowe, ale także przejrzystość, która umożliwia czytelnikom bez specjalistycznej wiedzy zrozumienie tła.

Główna treść i technologie

Jednym z głównych celów książki i związanej z nią komunikacji naukowej jest zapoznanie czytelników z czterema podstawowymi obszarami nowoczesnych technologii kwantowych:

• Quantencomputing
• Quantensimulation
• Quantenkommunikation
• Quantenmetrologie

Technologie te reprezentują nie tylko osiągnięcia naukowe, ale także potencjał fundamentalnej transformacji przemysłu i społeczeństwa. W tym kontekście Federalne Ministerstwo Gospodarki ogłosiło, że wesprze rozwój technologii kwantowych kwotą 878 mln euro.

Postęp w komunikacji kwantowej jest niezwykły. Za pioniera w tej dziedzinie uznawane są Chiny, posiadające 2000 km sieci światłowodowej umożliwiającej kryptografię kwantową i wdrożenie pierwszej wideokonferencji zabezpieczonej kryptograficznie. Termin „supremacja kwantowa” opisuje rosnącą zdolność komputerów kwantowych do rozwiązywania określonych problemów szybciej niż komputery tradycyjne. Technologia ta może w ciągu dziesięciu lat dokonać przełomu i wyprzedzić klasyczne komputery.

Praktyczne zastosowania i wizje przyszłości

Obecny stan kubitów w procesorach kwantowych waha się od kilkudziesięciu do kilkuset. Jednak do znacznego postępu potrzebne są miliony kubitów. Branża motoryzacyjna, w tym takie firmy jak BMW i Volkswagen, ocenia obecnie zastosowanie komputerów kwantowych i opracowuje odpowiednie algorytmy. Pokazuje to, że fizyka kwantowa i związane z nią technologie nie są już nauką teoretyczną, ale coraz częściej znajdują praktyczne zastosowania.

Komercyjne systemy kryptografii kwantowej są dostępne od 15 lat, a kanały komunikacji odporne na podsłuchy są jednym z głównych zastosowań komunikacji kwantowej. Opracowano także bardzo czułe czujniki i precyzyjne zegarki, których korzenie sięgają odkryć technologii kwantowych.

Komisja Europejska uruchomiła w 2018 r. sztandarowy projekt kwantowy, aby zainwestować kilka miliardów euro w promowanie tych technologii. Niemcy opublikowały także „Mapę drogową w zakresie obliczeń kwantowych” i planują zająć pozycję światowego lidera w dziedzinie obliczeń kwantowych i wykrywania kwantowego w ciągu najbliższych dziesięciu lat.

Ogólnie rzecz biorąc, jasne jest, że wyniki badań podstawowych z zakresu fizyki kwantowej i technologii kwantowych zyskują coraz większe znaczenie nie tylko wśród naukowców i techników, ale także wśród ogółu społeczeństwa. Rozwój i dyskusja na temat możliwości tych technologii będą odgrywać kluczową rolę w nadchodzących latach.

Szczegółowe omówienie tematów fizyki i technologii kwantowych można znaleźć w książce dr Patricka Emontsa i dr Johannesa Knörzera, która zapewnia każdemu solidną podstawę do lepszego zrozumienia tej fascynującej nauki. Więcej informacji na temat bieżących wydarzeń i programów można znaleźć na stronie Deutschlandfunk I patrickemonts.com.