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Quanteneffekte: "Ich würde gern ohne Computer, Besteck und Autos auskommen"

Gelten die Effekte der Quantenmechanik nur in der atomaren Welt? Oder können auch größere Systeme Quantenverhalten zeigen? An der Antwort auf diese Fragen arbeitet Vlatko Vedral. Mit Golem.de hat er über Clint Eastwood, Nachruhm und Schrödingers Katze gesprochen.

Ein Interview von veröffentlicht am
Vlatko Vedral ist besorgt über die vernetzte Jugend.
Vlatko Vedral ist besorgt über die vernetzte Jugend. (Bild: privat)

Quanten! Quanten! Quanten! Am 23. Juni 2017 geht es auf der Golem.de-Quantenkonferenz um eines der wichtigsten Zukunftsthemen in der IT. Auf der Konferenz treten führende Quantenforscher aus aller Welt auf. Aber wer sind die Experten? Wir haben nachgefragt. Heute: Vlatko Vedral von der Universität in Oxford. Auf der Konferenz berichtet er über den aktuellen Stand der Quantencomputer und gibt einen Ausblick, wie es weitergehen wird.

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Golem.de: Wer war der Held Ihrer Kindheit?

Vlatko Vedral: Jemand aus einem Spaghetti-Western. Damit bin ich aufgewachsen. Wenn ich einen Helden hatte, dann war das jemand wie Clint Eastwood in Zwei glorreiche Halunken.

Golem.de: Welche Erfindung bewundern Sie am meisten?

Vedral: Schwierige Frage. Das Feuer - wie man Feuer macht. Das war wohl eine der wichtigsten Erfindungen für die Menschheit

Golem.de: Auf welches Gadget würden Sie nicht verzichten und warum?

Vedral: Ich halte kein Gadget für unverzichtbar. Da bin ich sehr extrem. Ich würde sehr gern ohne Gadgets auskommen. Dazu zähle ich nicht nur Telefone und Computer, sondern auch Besteck oder Autos. Ich kann mich davon losmachen. Das ist meine Persönlichkeit. In der Hinsicht bin ich merkwürdig.

Golem.de: Was lesen Sie privat am liebsten?

Vedral: Das hat sich mit dem Alter verändert. Früher habe ich nur über Wissenschaft gelesen. Das lese ich heute natürlich auch noch. Aber seit etwa zehn Jahren lese ich viele Bücher über Geschichte, Wirtschaft und Politik.

Golem.de: Welchen technischen Trend lehnen Sie ab?

Vedral: Ich bin etwas besorgt darüber, dass die junge Generation derart intensiv mit dem Internet aufwächst. Natürlich hat das Internet viele positive Aspekte. Aber ich glaube, dass auf lange Sicht die menschlichen Fähigkeiten, der Umgang mit anderen, die wichtigsten Fähigkeiten für uns sind. Es scheint eine gegenläufige Abhängigkeit zu geben zwischen dem permanenten Onlinesein und der Fähigkeit, Angelegenheiten mit anderen zu regeln. Ich würde nicht sagen, dass ich das ablehne. Aber ich bin beunruhigt deswegen, besonders bei meinen Kindern.

Golem.de: Wie erklären Sie Ihren Großeltern Ihr Forschungsgebiet?

Vedral: Da gibt es zwei Aspekte. Der eine ist die Physik: Es geht darum, herauszufinden, was die grundlegenden Gesetze der Natur sind. Wenn man in der Quantenphysik arbeitet, ist man da ganz vorne dabei. In der Quantenphysik geht es um ganz kleine Dinge, um Atome, Elementarteilchen, vielleicht noch um Moleküle. Der Trend, Quantenphysik an immer größeren Systemen zu testen, ist eine der spannendsten Richtungen. Das interessiert mich am meisten.

Der andere Aspekt ist die technologische Seite. Da geht es darum, eine neue Generation von Computern zu entwickeln, die auf Quantenphysik basieren. Es geht darum, die kleinsten und schnellsten Computer zu bauen, die nach den Naturgesetzen möglich sind.

Golem.de: Was fasziniert Sie am Thema Quantentechnologie?

Vedral: Das Faszinierende ist die Tatsache, dass jedes physikalische System ein Qubit repräsentieren kann. Es gibt eine bestimmte Allgemeingültigkeit und Vereinheitlichung aller physikalischer Systeme, sobald man sie als Quantencomputer betrachtet. Wenn man weiß, wie man es richtig präparieren und manipulieren muss, kann man buchstäblich aus jedem Stück Materie einen universellen Quantencomputer machen. Das ist erstaunlich.

Golem.de: Wie lange haben Sie gebraucht, um Quantenphysik zu verstehen?

Vedral: Viele sagen, dass niemand die Quantenphysik versteht. Ich glaube, es dauert eine Weile, sich mit einigen der grundlegenden, bizarren Erscheinungen anzufreunden. Man lernt schon etwas in der weiterführenden Schule darüber. Wirklich vertraut wird man damit, wenn man selbst forscht. Bis zum Ende der Dissertation bekommt man eine ziemlich gute Vorstellung davon, worum es geht. Aber es gibt immer noch Erscheinungen, die einem merkwürdig vorkommen.

Golem.de: Wer war Ihr wichtigster Lehrmeister?

Vedral: Es gab zwei, die sehr großen Einfluss hatten. Der eine war Artur Ekert, den ich im Grundstudium am Imperial College in London kennengelernt habe. Ich habe ihn auf einer Party getroffen. Zu dieser Zeit entwickelte er gerade die Quantenkryptographie auf Basis von Quantenverschränkung, das faszinierte mich sehr. Der andere war Chris Isham vom Imperial College, bei dem ich im vergangenen Jahr eine Vorlesung über Quantenphysik besucht habe.

Golem.de: Mit welchem beruflichen Erfolg geben Sie am liebsten an?

Vedral: (lacht) Das ist eine interessante Frage. Am stolzesten bin ich auf eine meiner frühen Arbeiten über das Verständnis von Verschränkung. Das war mein wichtigster Beitrag. Das war am Ende meiner Dissertation.

Außerdem spreche ich gern mit der Öffentlichkeit. Ich weiß nicht, ob man das als Angeben bezeichnen kann, aber dieses Engagement mit Menschen, die keine Wissenschaftler sind; zu sehen, dass sie die gleichen Vorlieben und Interessen heben, das gibt mir einen Kick.

Golem.de: Welchen Misserfolg in Ihrer Forschungsarbeit würden Sie gern vergessen?

Vedral: Es gab einige Ideen, für die ich mich sehr begeistert habe, die aber am Ende nicht so funktioniert haben, wie ich mir das vorgestellt hatte. Ich hatte zum Beispiel die Idee, dass die Berry-Phase eine tolle Möglichkeit für Quantencomputer wäre. Ich habe in diese Richtung geforscht und experimentiert, aber es war eine Sackgasse. Es wurde etwas anderes daraus, aber das Konzept musste komplett umgearbeitet werden. Es gab zwei, drei andere Ideen, für die ich mich genauso begeistert habe. Ich dachte, daraus würde etwas Großes, und sie würden es uns ermöglichen, Quantencomputer zu bauen. Aber keine war erfolgreich.

Golem.de: Was wäre für Sie in Bezug auf Ihre Forschung der absolute Alptraum?

Vedral: Das Schlimmste wäre, dass niemand sich dafür interessiert. Wenn man an etwas arbeitet, ist es schwierig, dessen Wert zu beurteilen. Es dauert manchmal lange, bis man es zu schätzen lernt. Es braucht mitunter einen anderen Forscher, der den Wert erkennt und es zu etwas noch Interessanterem weiterentwickelt.

Das schlimmste Ergebnis wäre, dass sich in zwanzig Jahren niemand mehr für das interessiert, was man getan hat. Es wäre schön, etwas zu hinterlassen. Aber das ist schwer zu steuern. Man forscht auch nicht deswegen. Man entdeckt erst später, dass es schön wäre, wenn das passiert.

Golem.de: Welche Frage beschäftigt Sie derzeit am intensivsten?

Vedral: Derzeit die interessanteste Frage ist die Gültigkeit der Quantenphysik im makroskopischen Bereich. Wir haben kürzlich Experimente mit lebenden Systemen gemacht. Die Frage ist, bis zu welchem Grad ein großes Objekt wie ein Virus oder ein Bakterium Quanteneffekte wie Superposition oder Verschränkung aufweisen kann. Es gibt viele Vorhersagen in der Physik, wo die Quantenmechanik nicht mehr wirksam ist.

Dieser Bereich interessiert mich derzeit am meisten: zu komplexeren Systemen vorzustoßen, in die Chemie und sogar die Biologie. Also Experimente durchzuführen, die - wie ich glaube - Schrödinger sich mit der berühmten Katze vorgestellt hat, aber natürlich mit einfacheren Systemen, und zu sehen, ob man Quantenverhalten nachweisen kann. Damit beschäftige ich mich 90 Prozent meiner Zeit.

Golem.de: Werden Quantencomputer endlich die Frage nach dem Leben, dem Universum und dem ganzen Rest ermitteln?

Vedral: Quantencomputer werden sehr viel mehr erreichen können als das, was wir haben - das wissen wir. Aber ich glaube nicht, dass sie die letzte Frage beantworten können. Wie es jetzt aussieht, haben wir nicht die endgültige Sicht von der Wirklichkeit - auch was den Menschen angeht. Ich glaube, das ist ein offenes Vorhaben. Ich bin mir sehr sicher, dass Quantencomputer nicht das letzte Wort in der Physik und Technologie sind. Ich bin optimistisch, dass es noch sehr viel mehr zu erforschen gibt.

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