Die Quantentechnologien

Zusammenfassung

Der Begriff Quantentechnologie (QT) bezieht sich auf eine Reihe neu entstehender Technologien, die sich die Fähigkeit zunutze machen, einzelne Quantenobjekte – in der Regel einzelne Atome, Elementarteilchen (wie Photonen) oder mikroskopische elektronische Schaltkreise – zu manipulieren, um bestimmte Funktionen auszuführen. Die sogenannte erste Quantenrevolution, d. h. das Verständnis und die Anwendung physikalischer Gesetze auf mikroskopischer Ebene, die in den 1920er-Jahren begann, führte zur Entwicklung innovativer Technologien wie der des Transistors (der Grundlage der heutigen Mikroprozessoren), des Lasers, der Festkörperbeleuchtung (LED, Light Emitting Diode) und damit zu Systemen für die Kommunikation, Navigation oder zur elektronischen Datenverarbeitung, um nur einige zu nennen. Seit Anfang der 2000er-Jahre findet jedoch eine „zweite Quantenrevolution“ statt, bei der die eigenartigsten Aspekte der inzwischen etablierten Quantentheorie als Ressourcen für die Entwicklung von Technologien genutzt werden, die in der klassischen Welt keine Entsprechung haben – insbesondere die Überlagerung (dank derer ein Quantenobjekt gleichzeitig in verschiedenen Zuständen sein kann) und die Verschränkung (dank derer zwei Quantenobjekte perfekt miteinander korreliert sind und wir, wenn wir den Zustand des einen kennen, mit Sicherheit den Zustand des anderen kennen, unabhängig von der Entfernung, die sie trennt). QT können in vier Hauptbereiche eingeteilt werden, die von der höchsten bis zur niedrigsten Stufe der technologischen Reife reichen: Quantenkommunikation, Quantensensorik, Quantensimulation und Quantencomputer. Lassen Sie uns jeden Bereich kurz beschreiben.