Kvantefysik tæt på: Studerende opdager fascinerende fremtidige teknologier!

Kvantefysik tæt på: Studerende opdager fascinerende fremtidige teknologier!

Den 14. oktober 2025 fandt "AcademyDay" sted på University of Ulm, som specifikt var rettet mod gymnasieelever fra regionen. Arrangementet var en del af Ulm Quantum Week og kvantefestivalen "quant.ulm.2025". Omkring 120 interesserede deltagere, herunder studerende og speciallærere, mødtes for at fordybe sig i kvantefysikkens fascinerende verden.

De tilstedeværende blev budt velkommen af ​​professor Alexander Kubanek, leder af en arbejdsgruppe for hybride kvantesystemer. Hans åbningstilbud adresserede de grundlæggende udfordringer ved at forstå kvantefysik. Det blev især understreget, at kvantefænomener ofte ikke er mulige at observere i hverdagen. Kvantemekaniske effekter såsom sammenfiltring af partikler blev tydeligt forklaret.

Grundlæggende om kvantefysik

Dr. Michael Gaida forklarede forskellen mellem klassisk fysik og kvantemekanik og ledte eleverne gennem praktiske eksperimenter. En kvantecirkel med fem stationer gav deltagerne mulighed for direkte at opleve og forstå forskellige kvantefænomener. Disse stationer omfattede:

• Quantenmechanische Verschränkungseffekte mit einem Kartenspiel namens SuperPosition
• Komplementarität gemäß der Heisenbergs Unschärferelation
• Farbzentren in künstlichen Diamanten, die für die Quantenkommunikation genutzt werden können
• Magnetische Levitation
• Quantenradierer

Derudover var eleverne i stand til at opdage udstillinger fra "Q-Bus" i Forbundsministeriet for Forskning, Teknologi og Rum og deltage i en laboratorierundvisning. De skulle inspicere eksperimentelle opstillinger, såsom dem til laser-optiske eksperimenter ved ekstremt lave temperaturer. Anerkendte professorer som Joachim Ankerhold og Martin Plenio deltog også i begivenheden, som talte om kvante og dets anvendelser i medicin.

Fremtiden for kvantekommunikation

Et banebrydende emne inden for kvanteforskning er kvantekommunikation. Dette bruger principper for kvantemekanik såsom kvantesammenfiltring og kvantesuperposition til at overføre information næsten sikkert. Et centralt element i denne teknologi er quantum key distribution (QKD), som gør det muligt sikkert at udveksle data mellem to parter. Aflytningsforsøg kan umiddelbart opdages gennem afvigelser i den statistiske fordeling. Der er allerede kommercielle anvendelser af disse teknologier, og de første kunder tester tilsvarende systemer.

Igangværende pilotprojekter, såsom QuNet-initiativet, viser indledende succes ved at forbinde netværksknuder flere steder i Berlin. Der arbejdes også på kvanterepeatere og satellitbaseret teknologi for at muliggøre kvantekommunikation over lange afstande. Disse teknologier kan være særligt vigtige for regerings- og militærkommunikation samt for sikre finansielle transaktioner.

Forskning inden for kvantekommunikation giver derfor store muligheder og kan lægge grunden til et fremtidigt kvanteinternet. Som Viviana Villafañe, en fysiker ved Münchens Tekniske Universitet, understreger, er farvecentre i diamanter potentielt afgørende for udviklingen af ​​sikre kommunikationsinfrastrukturer på grund af deres særlige kvantemekaniske egenskaber.

Sammenfattende viser "AcademyDay" på Ulm University, hvor vigtigt det er at få unge publikummer begejstrede for kvanteforskning og dens forskellige anvendelser. Initiativer som disse er essentielle for at inspirere den næste generation af forskere og samtidig skabe en dyb forståelse af udfordringerne og mulighederne i dette spændende forskningsfelt.