Kvantteknik: Tysklands väg till den digitala revolutionen!

Kvantteknik: Tysklands väg till den digitala revolutionen!

Kvantfysiken hittar allt mer in i allmänhetens uppfattning och teknisk utveckling. Med boken "A Quantum Future – Quantum Physics and Quantum Technologies Simply Explained", skriven av Dr. Patrick Emonts och Dr. Johannes Knörzer och publicerad av Springer-Verlag, erbjuds en omfattande översikt av detta komplexa ämne. Bokens 307 sidor är specifikt riktade till allmänheten och täcker både grunderna i kvantfysiken och möjligheterna och utmaningarna med modern kvantteknologi.

Författarna, båda erfarna fysiker, tar med sig sin omfattande expertis till arbetet. Dr. Emonts har lett en forskargrupp vid Ulm University sedan april 2025, medan Dr. Knörzer har forskat vid ETH Zürich sedan 2022. Boken åtföljs av ett förord ​​av den välrenommerade professorn Susanne Yelin från Harvard och erbjuder inte bara en vetenskaplig grund, utan också en tydlighet som möjliggör kunskapsläsare utan bakgrund.

Huvudinnehåll och teknik

Ett av huvudmålen med boken och den tillhörande vetenskapskommunikationen är att introducera läsarna till de fyra kärnområdena för modern kvantteknologi:

• Quantencomputing
• Quantensimulation
• Quantenkommunikation
• Quantenmetrologie

Dessa tekniker representerar inte bara vetenskapliga landvinningar, utan också potentialen att i grunden förändra industrin och samhället. I detta sammanhang har det federala ekonomiministeriet meddelat att det kommer att stödja utvecklingen av kvantteknologier med 878 miljoner euro.

Framstegen inom kvantkommunikation är anmärkningsvärda. Kina anses vara en pionjär inom detta område, med ett 2 000 kilometer lång fiberoptiskt nätverk som möjliggör kvantkryptografi och implementeringen av den första kvantkryptografiskt säkrade videokonferensen. Termen "kvantöverhöghet" beskriver kvantdatorernas växande förmåga att lösa specifika problem snabbare än traditionella datorer. Denna teknik kan få ett genombrott inom tio år och överträffa klassiska datorer.

Praktiska tillämpningar och framtidsvisioner

Det nuvarande tillståndet för qubits i kvantprocessorer varierar från några dussin till hundratals. Men miljontals qubits är nödvändiga för betydande framsteg. Bilindustrin, inklusive företag som BMW och Volkswagen, utvärderar för närvarande användningen av kvantdatorer och utvecklar lämpliga algoritmer. Detta visar att kvantfysik och de associerade teknologierna inte längre är en teoretisk vetenskap, utan hittar alltmer praktiska tillämpningar.

Kommersiella kvantkryptografisystem har varit tillgängliga i 15 år, med tappsäkra kommunikationskanaler som en av de viktigaste tillämpningarna för kvantkommunikation. Det utvecklades också mycket känsliga sensorer och exakta klockor, som har sitt ursprung i kvantteknologiernas upptäckter.

EU-kommissionen lanserade kvantflaggskeppsprojektet 2018 för att investera flera miljarder euro i att främja dessa tekniker. Tyskland har också publicerat en "Quantum Computing Roadmap" och planerar att positionera sig som världsledande inom kvantberäkning och kvantavkänning under de kommande tio åren.

Sammantaget är det tydligt att de grundläggande forskningsresultaten inom området kvantfysik och kvantteknologi blir allt viktigare inte bara bland forskare och tekniker, utan även bland allmänheten. Utvecklingen och diskussionen kring dessa teknologiers möjligheter kommer att spela en central roll de kommande åren.

För en detaljerad diskussion om ämnena kvantfysik och teknologier, vänligen se boken av Dr Patrick Emonts och Dr Johannes Knörzer, som ger en välgrundad grund för alla att bättre förstå denna fascinerande vetenskap. Mer information om aktuell utveckling och program finns på Deutschlandfunk och patrickemonts.com.