Quanteninformation - Spektrum der Wissenschaft Highlights 1/2012

"Wer sagt, er versteht die Quantenphysik, der hat sie nicht wirklich verstanden." Diese Bemerkung des Nobelpreisträgers Richard Feynman ist heute zutreffender denn je: In den letzten Jahren bahnt sich eine zweite Revolution der Quantenphysik an. Sie zeigt, dass die merkwürdige Welt des Mikrokosmos Regeln folgt, die unserer Alltagserfahrung total widersprechen. Objekte tauchen mal als Teilchen, mal als Welle auf; manche Teilchen können über große Entfernungen scheinbar mit Überlichtgeschwindigkeit mit anderen Teilchen in Beziehung treten.

Die Experimente der Wiener Gruppe von Quantenoptikern und Quantenphysikern um Anton Zeilinger hat hier in letzter Zeit diese bizarren Realitäten aufgedeckt. Die Entdeckungen gehen so weit, dass unser Begriff von Realität erneut auf dem Prüfstand steht.

Das Spektrum-Dossier "Quanteninformation" gibt einen Einblick in eine Wende im Verständnis unserer Welt im Allerkleinsten.
unveränderte Neuauflage von Dossier 4/2010
(6. März 2012)

Weitere Informationen finden Sie im Editorial des Heftes.

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Inhaltsverzeichnis

Inhalte dieser Ausgabe

Realität auf dem Prüfstand

 
6
Ein Wiener Physiker-Team hat Experimente entwickelt, die helfen könnten, eines der grundlegendsten Rätsel der Wissenschaft zu lösen: Erzeugen wir die Welt, indem wir sie betrachten?

Quanten-Teleportation

 
14
Beamen - die blitzschnelle Fernübertragung von Objekten in Form purer Information - ist kein 5cience-Fiction-Traum mehr. Zumindest an einzelnen Lichtquanten gelang das Kunststück bereits

100 Jahre Quantentheorie

 
24
Die wichtigsten Meilensteine der Quantenphysik - ein Überblick

Die Wirklichkeit der Quanten

 
34
Seit 80 Jahren ist die Quantenmechanik fest etablierter Grundstein der Physik, aber bis heute debattieren Forscher über ihre Deutung. Immer raffiniertere Experimente zeigen, dass in der Quantenwelt der Begriff Information fundamentale Bedeutung hat - auch für künftige technische Anwendungen

Wechselwirkungsfreie Quantenmessung

 
44
Gewöhnlich geht in der Mikrowelt jede Messung unweigerlich mit einem störenden Eingriff in den beobachteten Zustand einher. Doch auf Grund subtiler Quanteneffekte vermag man im Prinzip ein Objekt in absoluter Dunkelheit zu entdecken, ohne es auch nur einem einzigen Lichtquant auszusetzen

Spielregeln für Quantencomputer

 
52
Komplexe Überlagerungen von Quantenbits werden im Computer der Zukunft für ungeahnte Rechengeschwindigkeiten, abhörsichere Datenübertragung und quantenmechanische Fehlerkorrektur sorgen

Quantencomputer mit Ionen

 
62
Informatiker experimentieren bereits mit Geräten, in denen einzelne Atome Daten speichern und manipulieren

Spintronik mit Diamant

 
70
Künftig lässt sich nicht nur die Ladung der Elektronen nutzen, sondern auch deren Spin

Die Grenzen der Quantencomputer

 
78
Rechner, die mit Quantenbits arbeiten, dürften in Zukunft zwar einige Spezialaufgaben extrem schnell lösen - doch bei den meisten Problemen werden sie heutigen Computern nicht unbedingt überlegen sein

Ein Blick in die Zukunft der Quantenoptik

 
86
Unser Verständnis vom Licht hat sich dramatisch gewandelt. Heute konzentrieren sich Physiker auf seine quantenphysikalischen Eigenschaften sowie die vielfältigen technischen Anwendungen
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