Ein Computer aus Licht- und Schallteilchen
Die Möglichkeiten des Quantencomputers faszinieren die Fachwelt und Laien gleichermassen. Worauf basiert aber so ein Computer? Und welche Rolle spielen die überraschenden Gesetze der Quantenwelt bereits für unser tägliches Leben? Tauchen Sie ein in diese Welt und versuchen Sie selbst, Schall in Licht umzuwandeln.
Auf der ganzen Welt versuchen Forscher, eine Maschine zu bauen, die unser Weltverständnis grundlegend verändern könnte – einen Computer, der die Natur so simulieren kann, wie sie wirklich ist. Die Quantenbits, oder Qubits, aus denen ein solcher „Quantencomputer“ besteht, können viele verschiedene Formen annehmen, aber einige der beliebtesten Arten sind einzelne Lichtteilchen, sogenannte Photonen.
Licht- und Schallteilchen
Die Idee, dass Licht sowohl ein Teilchen als auch eine Welle sein kann, ist bereits mehr als 100 Jahre alt. Doch erst in den letzten Jahrzehnten ist es Forschern gelungen, Photonen mit ausreichender Präzision zu kontrollieren, um die ersten Quantencomputer zu bauen.
Vor kurzem wurde gezeigt, dass wir auch ein einzelnes Schallteilchen, ein Phonon, erzeugen und kontrollieren können. Diese Schallteilchen könnten ein sehr nützlicher Baustein für einen Quantencomputer sein. Sie könnten verwendet werden, um die Informationen für lange Zeit zu speichern oder um winzige Fehler im Computer zu korrigieren.
Versuchen Sie es selbst…
Hier können Sie selbst einige der seltsamen Effekte beobachten, die in der Welt der einzelnen Photonen und Phononen herrschen. Zum Beispiel können diese Teilchen, auch wenn sie nicht in Teile zerlegt werden können, dazu gebracht werden, gleichzeitig zwei verschiedene Wege einzuschlagen.
Da die Gesetze der Quantenmechanik auf jedes Elementarteilchen anwendbar sind, kann die Information eines Teilchens in eine andere Art von Teilchen umgewandelt werden. Hier können Sie selbst versuchen, Schall in Licht umzuwandeln – und zurück! Solche Umwandlungstechniken sind auch der Kern dessen, was heute fast alle Menschen auf der Welt miteinander verbindet: das Internet.
Für diejenigen, die eine echte Laborerfahrung machen möchten, können versuchen, einen Laser in eine optische Faser einzukoppeln. Obwohl dies ein zentraler Bestandteil der Forschung in der Quantenphysik ist, werden Sie feststellen, dass es eine knifflige Angelegenheit ist!
