Physik die Wissen schafft: Licht & Quanten: Von abhörsicherer Kommunikation bis zum Quantencomputer

Prof. Dr. Stefanie Barz, FMQ, Fakultät 8, Uni Stuttgart
Licht & Quanten: Von abhörsicherer Kommunikation bis zum Quantencomputer

Lichtteilchen, oder Photonen, sind hervorragende Informationsträger: Sie lassen sich präzise kontrollieren, über große Distanzen übertragen und können einzigartige Quanteneigenschaften wie Verschränkung und Interferenz zeigen. Diese Eigenschaften machen sie zu zentralen Elementen für zahlreiche Anwendungen in der Quantenkommunikation und im Quantencomputing.
Quantenphotonik eröffnet somit einen faszinierenden Zugang zur Quantenmechanik und den damit verbundenen Quantentechnologien – und das alles mithilfe von Licht. In diesem Vortrag wird ein Einblick in aktuelle Experimente gegeben, bei denen einzelne Photonen erzeugt, manipuliert und genutzt werden, um grundlegende quantenmechanische Phänomene zu erforschen.
Ein zentrales Thema ist die Quanteninterferenz und Quantenverschränkung – Effekte, bei denen sich Photonen auf eine Weise verhalten, die mit klassischen Konzepten nicht mehr zu erklären ist. Diese Phänomene bilden die Grundlage für viele zukunftsweisende Anwendungen in der Quantentechnologie und tragen zur Entwicklung wesentlicher Komponenten für künftige Quantencomputer und Quantennetzwerke bei. Photonisches Quantencomputingnutzt diese besonderen Eigenschaften des Lichts, um komplexe Rechenoperationen durchzuführen. Zudem ermöglichen sichere Quantennetzwerke, die auf photonischen Zuständen basieren, neue Methoden, um Informationen vor unbefugtem Zugriff zu schützen – etwa durch anonyme Kommunikation, die den sicheren und privaten Austausch von Daten in Netzwerken gewährleistet.
Der Vortrag richtet sich an ein allgemein naturwissenschaftlich interessiertes Publikum und erfordert keine speziellen Vorkenntnisse in der Quantenphysik.