Kvantefysikk på nært hold: Studenter oppdager fascinerende fremtidsteknologier!

Kvantefysikk på nært hold: Studenter oppdager fascinerende fremtidsteknologier!

Den 14. oktober 2025 fant «AcademyDay» sted ved University of Ulm, som spesifikt var rettet mot videregående skoleelever fra regionen. Arrangementet var en del av Ulm Quantum Week og kvantefestivalen "quant.ulm.2025". Rundt 120 interesserte deltakere, inkludert studenter og spesiallærere, kom sammen for å fordype seg i kvantefysikkens fascinerende verden.

De tilstedeværende ble ønsket velkommen av professor Alexander Kubanek, leder av en arbeidsgruppe for hybride kvantesystemer. Åpningstilbudet hans tok for seg de grunnleggende utfordringene ved å forstå kvantefysikk. Spesielt ble det understreket at kvantefenomener ofte ikke er mulig å observere i hverdagen. Kvantemekaniske effekter som sammenfiltring av partikler ble tydelig forklart.

Grunnleggende om kvantefysikk

Dr. Michael Gaida forklarte forskjellen mellom klassisk fysikk og kvantemekanikk og ledet studentene gjennom praktiske eksperimenter. En kvantesirkel med fem stasjoner ga deltakerne mulighet til direkte å oppleve og forstå ulike kvantefenomener. Disse stasjonene inkluderte:

• 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

I tillegg kunne studentene oppdage utstillinger fra "Q-Bus" til det føderale departementet for forskning, teknologi og rom og ta del i en laboratorieomvisning. De måtte inspisere eksperimentelle oppsett, for eksempel for laseroptiske eksperimenter ved ekstremt lave temperaturer. Anerkjente professorer som Joachim Ankerhold og Martin Plenio deltok også i arrangementet, som snakket om kvante og dets anvendelser i medisin.

Fremtiden for kvantekommunikasjon

Et banebrytende tema innen kvanteforskning er kvantekommunikasjon. Dette bruker prinsipper for kvantemekanikk som kvantesammenfiltring og kvantesuperposisjon for å overføre informasjon nesten sikkert. Et sentralt element i denne teknologien er kvantenøkkeldistribusjon (QKD), som gjør det mulig å trygt utveksle data mellom to parter. Avlyttingsforsøk kan umiddelbart oppdages gjennom avvik i den statistiske fordelingen. Det finnes allerede kommersielle anvendelser av disse teknologiene, og de første kundene tester tilsvarende systemer.

Nåværende pilotprosjekter, som QuNet-initiativet, viser første suksess ved å koble nettverksnoder på flere steder i Berlin. Det arbeides også med kvanterepeatere og satellittbasert teknologi for å muliggjøre kvantekommunikasjon over lange avstander. Disse teknologiene kan være spesielt viktige for offentlig og militær kommunikasjon, så vel som for sikre økonomiske transaksjoner.

Forskning innen kvantekommunikasjon gir derfor store muligheter og kan legge grunnlaget for et fremtidig kvanteinternett. Som Viviana Villafañe, en fysiker ved det tekniske universitetet i München, understreker, er fargesentre i diamanter potensielt avgjørende for utviklingen av sikre kommunikasjonsinfrastrukturer på grunn av deres spesielle kvantemekaniske egenskaper.

Oppsummert viser "AcademyDay" ved Ulm University hvor viktig det er å få unge publikummere begeistret for kvanteforskning og dens mangfoldige anvendelser. Initiativer som disse er avgjørende for å inspirere neste generasjon av forskere samtidig som de skaper en dyp forståelse av utfordringene og mulighetene i dette spennende forskningsfeltet.