Die UNESCO hat das Internationale Jahr der Quantenwissenschaft und -technologie 2025 ausgerufen: „100 Jahre Quanten sind erst der Anfang.“ Tatsächlich stehen wir am Anfang einer zweiten Quantenrevolution. Während die erste Revolution die Grundlagen der Quantenmechanik lieferte und Technologien wie Halbleiter, Laser und Magnetresonanztomographie ermöglichte, geht die zweite Revolution noch weiter: Sie ermöglicht die direkte Steuerung von Quantensystemen – den sogenannten Qubits –, um Informationen auf völlig neue Weise zu verarbeiten, zu kommunizieren und zu messen.
Qubits sind Informationseinheiten, die anders funktionieren als herkömmliche Bits. Während ein Bit entweder 0 oder 1 darstellen kann, kann ein Qubit beides gleichzeitig darstellen. Ihre Manipulation eröffnet Möglichkeiten, die bisher undenkbar waren. Quantencomputer auf Basis von Qubits gibt es bereits, entwickelt von Unternehmen wie IBM, Google und verschiedenen Start-ups. Derzeit sind diese Systeme noch klein und weisen eine hohe Fehlerquote auf. Werden die heutigen technologischen Herausforderungen jedoch überwunden, könnten Quantencomputer eines Tages extrem komplexe Probleme lösen, die herkömmliche Computer nicht bewältigen können. Es ist wichtig zu beachten, dass Quantencomputer die aktuellen Computer nicht ersetzen, sondern ergänzen werden.
In der Kommunikation ermöglicht die Verteilung von Quantenschlüsseln zur Verschlüsselung hochsichere Verbindungen, da die Gesetze der Quantenmechanik genutzt werden können, um jeden Einbruchsversuch zu erkennen. Quantenkommunikationsnetze werden derzeit weltweit entwickelt, sowohl über terrestrische Systeme (auch in Portugal) als auch über Satellit.
Ein weiterer Wachstumsbereich ist die Quantensensorik. Es werden kompakte Geräte entwickelt, die hochpräzise Messungen von Zeit, Schwerkraft und Magnetfeldern ermöglichen. Es gibt bereits vielversprechende Prototypen mit potenziellen Anwendungen im Gesundheitswesen, der Navigation und der Geolokalisierung.
Die zweite Quantenrevolution befindet sich noch in einem frühen Stadium, verspricht aber, Wissenschaft, Technologie und unser tägliches Leben tiefgreifend zu verändern. Europa – einschließlich Portugal – beteiligt sich aktiv an diesen globalen Bemühungen und engagiert sich in Bildung, wissenschaftlicher Forschung und Partnerschaften mit der Industrie. Wir erleben außergewöhnliche Entwicklungen in einem überraschenden Tempo. Genau wie das Internet in den 1990er Jahren nähern wir uns einem Wendepunkt.
