Diese Frage haben Mathematik-Professor Moritz Weber und Christoph Becher, Professor für Experimentalphysik, für eine Beilage der Wochenzeitung "Die Zeit" beantwortet. Sie gehören zum Leitungsteam des neuen Zentrums für Quantentechnologien der Universität des Saarlandes, das aus dem saarländischen Transformationsfonds mit über 53 Millionen Euro gefördert wird. Hier ihre Antwort auf die Frage, wann der Quantencomputer ins Handy passen könnte.
Am Zentrum für Quantentechnologien der Universität des Saarlandes geht es um Themen wie die abhörsichere Kommunikation über große Distanzen und hochpräzise Messverfahren.
Erstmal wohl gar nicht – aber es ist durchaus denkbar, dass Smartphones in Zukunft auch spezielle Quantenchips enthalten, etwa um eine sicherere Kommunikation zu ermöglichen, zum Beispiel mit Bankautomaten, für Online-Zahlungsservices oder die Übermittlung von Patientendaten.
Auf dem Weg dahin gilt es, noch viele Herausforderungen zu meistern: hardwareseitig die Miniaturisierung von Quantenchips und Stabilisierung von Qubits, deren Quantenzustände extrem anfällig für Umwelteinflüsse sind, softwareseitig die Entwicklung spezieller Quantenalgorithmen. Außerdem müssen herkömmliche Kommunikationsnetze durch Quantennetzwerke – also ein Quanteninternet – ersetzt werden, in denen „Quantenrepeater“ eine verlustarme Verteilung von Quantenzuständen ermöglichen.
Quantencomputer werden in naher und mittelfristiger Zukunft wohl eher über hybride Ansätze zugänglich gemacht werden. Das heißt, Quantencomputer stecken nicht selbst in Smartphones, übernehmen über Cloud-Lösungen jedoch spezielle Teilprobleme, wie etwa die Optimierung von Suchfunktionen oder die Gewährleitung besonders sicherer Kommunikation durch quantenphysikalische Verfahren.
Die Erforschung von Quantentechnologien setzt eine Revolution fort, die vor gut 100 Jahren begann. Sie liefert schon heute Werkzeuge für die schnelle Lösung komplexer Probleme, für eine abhörsichere Kommunikation über große Distanzen und hochpräzise Messverfahren. Diese „zweite Quantenrevolution” nutzt die ungewöhnlichen Eigenschaften quantenmechanischer Systeme: Superposition (gleichzeitige Existenz in mehreren Zuständen) und Verschränkung (starke Korrelationen zwischen Teilchen). Auf der Anwendung genau dieser Zustände beruht die Leistungsfähigkeit moderner Quantentechnologien – sei es für IT-Sicherheit oder die Vernetzung zukünftiger Quantencomputer zur Erhöhung ihrer Rechenkapazität.
An dieser Vision wird weltweit geforscht – so auch am neuen, interdisziplinären Zentrum für Quantentechnologien (QuTe) an der Universität des Saarlandes, wo Spitzenforschung in den Bereichen Quantenoptik, Quantum Engineering, Quanteninformation und Quantencomputing betrieben wird, um die Grundlagen der Quantenphysik in reale Anwendungen zu überführen.
Kontakt:
Zentrum für Quantentechnologien (QuTe) | Universität des Saarlandes
Campus Saarbrücken
Tel.: 0681-302-2446
Mail: qute@uni-saarland.de