{"id":163614,"date":"2019-01-15T12:50:21","date_gmt":"2019-01-15T11:50:21","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=163614"},"modified":"2019-01-15T12:50:21","modified_gmt":"2019-01-15T11:50:21","slug":"quantentechnologie-auf-weg-zur-kommerzialisierung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/quantentechnologie-auf-weg-zur-kommerzialisierung\/","title":{"rendered":"Quantentechnologie auf dem Weg zur Kommerzialisierung"},"content":{"rendered":"<p>Erstmals ist es Physikern der <a href=\"https:\/\/www.uni-paderborn.de\/\">Universit\u00e4t Paderborn<\/a> gelungen, Schl\u00fcsselbausteine der Quantenphotonik auf einen einzelnen Chip zu integrieren. Was jetzt erst einmal nicht besonders spektakul\u00e4r klingt, ist aber ein gro\u00dfer Meilenstein zur Kommerzialisierung von Quantentechnologie.<\/p>\n<h2>Was ist Quantentechnologie?<\/h2>\n<p>Quantentechnologie ist ein relativ junger Bereich der Physik. Spezifische Eigenschaften der Quantenmechanik werden dazu unter anderem genutzt. Ziel ist, daraus praktische Anwendungen zu entwickeln wie beispielsweise f\u00fcr die Quanteninformatik, etwa Quantencomputer. Momentan funktionieren Computer nach dem Prinzip 1 oder 0, an oder aus. Das hei\u00dft: Zu jedem Zeitpunkt wird ein einziger Wert zugeordnet.<\/p>\n<h2>Befehle wirken sich auf alle Werte aus<\/h2>\n<p>Quantencompter dagegen funktionieren anders. Die kleinsten Recheneinheiten k\u00f6nnen mehrere Werte gleichzeitig annehmen. Dieser Effekt wird auch Verschr\u00e4nkung genannt. Das hei\u00dft, dass sich Maschinenbefehle auf alle diese Werte auswirken. Die Folge: Quantenrechner k\u00f6nnten wesentlich schneller rechnen als herk\u00f6mmliche Computer. Logisch, dass dadurch das Potenzial der Quantentechnologie enorm ist. Sie k\u00f6nnte f\u00fcr Informations\u00fcbertragung- und verbreitung f\u00fcr h\u00f6chstpr\u00e4zise Mess- und Abbildungsverfahren oder f\u00fcr die Simulation komplexer Systeme eingesetzt werden.\u00a0Beispielsweise, um Krankheiten wie <a href=\"https:\/\/innovationorigins.com\/de\/alzheimer-lmu-studie-defekte-immunzellen-gehirn\/\">Alzheimer<\/a> oder Parkinson besser zu verstehen, den Verkehrsfluss zu optimieren oder neue Werkstoffe auf Grundlage von Simulationen zu entwickeln.<\/p>\n<h2>Meilenstein<\/h2>\n<p>Dass den Paderborner Universit\u00e4ts-Wissenschaftlern nun gelungen ist, Schl\u00fcsselbausteine der Quantenphotonik (Informationen werden per Licht verarbeitet) auf einen einzelnen Chip zu integrieren, ist ein wichtiger Schritt, um neuartige Quantentechnologien zu etablieren. Einsatz k\u00f6nnten sie beispielsweise in der abh\u00f6rsicheren Kommunikation oder f\u00fcr Hochpr\u00e4zisions-Messungen finden. Die Leibniz-Preistr\u00e4gerin Prof. Dr. Christine Silberhorn sowie ihr Team sind f\u00fcr das Experiment verantwortlich. Bei den theoretischen Simulationen unterst\u00fctzten die Gruppen von Prof. Dr. Polina R. Sharapova und Prof. Dr. Torsten Meier.<\/p>\n<h2>Licht als Informationstr\u00e4ger<\/h2>\n<p>\u201eIn modernen Kommunikationsnetzwerken ist die \u00dcbertragung von Licht \u00fcber optische Glasfasern der etablierte Standard, um die ben\u00f6tigten hohen Datentransferraten zu erzielen\u201c, erkl\u00e4rt Silberhorn. Dabei dienen kurze Lichtpulse als Informationstr\u00e4ger. Ein Lichtpuls besteht aus einer gro\u00dfen Anzahl von Photonen. Photonen sind die kleinste Lichteinheit. \u201eUnter Verwendung von nur wenigen oder sogar einzelnen Photonen offenbaren sich faszinierende Effekte, die durch den\u00a0Quantencharakter der Photonen entstehen\u201c, erkl\u00e4rt die Wissenschaftlerin.<br \/>\nTrifft ein Photon auf einen Strahlteiler, kann es nur eine Richtung w\u00e4hlen. Wenn sich aber zwei Photonen an einer Kreuzung treffen, gibt es mehrere M\u00f6glichkeiten. Entweder schlie\u00dfen sie sich zusammen, um dieselbe Richtung zu w\u00e4hlen. Oder sie ziehen alleine in unterschiedliche Richtungen weiter. Treffen sich jedoch zwei Photonen gleichzeitig an einer Kreuzung, schlie\u00dfen sie sich zusammen. Anschlie\u00dfend verlassen sie diese am gleichen Ausgang. Fast so, als w\u00fcrden sie sich \u00fcber ihren Weg austauschen, wie die Forscherin erl\u00e4utert.<\/p>\n<h2>Schritt zur Miniaturisierung<\/h2>\n<p>Dieses Zusammenspiel von Photonen ist ein grundlegender Effekt in der Quantenoptik. Und damit das Herzst\u00fcck zahlreicher Quantenlogikoperationen \u2013 etwa in Quantensimulatoren, -Repeatern oder -Computern. Die Forschergruppe von Silberhorn zeigte damit, dass es m\u00f6glich ist, den Vorgang aus dem Experiment auf einem Chip zu implementieren. Silberhorn sagt dazu: \u201eDie Implementierung eines solchen Quantenexperiments in einen einzigen Chip ist ein gro\u00dfer Schritt zur Miniaturisierung. Er ebnet den Weg zu kommerziellen Anwendungen von Quantentechnologien&#8221;.<\/p>\n<p>Prof. Dr. Christine Silberhorn, Lehrstuhl f\u00fcr Integrierte Quantenoptik an der Universit\u00e4t Paderborn<\/p>\n<p>Foto: (Universit\u00e4t Paderborn)<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Erstmals ist es Physikern der Universit\u00e4t Paderborn gelungen, Schl\u00fcsselbausteine der Quantenphotonik auf einen einzelnen Chip zu integrieren. Was jetzt erst einmal nicht besonders spektakul\u00e4r klingt, ist aber ein gro\u00dfer Meilenstein zur Kommerzialisierung von Quantentechnologie. Was ist Quantentechnologie? Quantentechnologie ist ein relativ junger Bereich der Physik. 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