Physik

Update Kopf in den Sand! Erst kam der Urknall, dann entstand zufällig Leben - oder es war alles vollkommen anders. Informationen könnten das Wichtigste im Universum sein, und vielleicht leben wir in einer Simulation.

Forscher haben mit der ersten Aufnahme eines schwarzen Lochs Wissenschaftsgeschichte geschrieben. Dafür waren 20 Jahre Vorarbeit und eine internationale Kooperation nötig. Golem.de sprach mit dem Radioastronomen Heino Falcke, der maßgeblich an dem Projekt beteiligt war.

Das Bild des schwarzen Lochs von M87 ging um die Welt. Aber es ist kein Foto. Niemand kann wissen, wie das Objekt wirklich aussieht. Denn acht über die Erde verteilte Radioteleskope machen die Erde nicht zu einem großen Radioteleskop.

Ist eine Theorie richtig, nur weil sie schön ist? Nein, sagt Sabine Hossenfelder. In ihrem Buch "Das hässliche Universum" zeigt die theoretische Physikerin, wie das Schönheitsdenken die Wissenschaft lähmt und erklärt dabei recht unterhaltsam die unterschiedlichen Theorien und Modelle der Teilchenphysik.

Quantencomputer bestehen nicht nur aus Qubits. Erst die Quantengatter machen es möglich, mit ihnen zu rechnen. Nötig sind immer drei.

Ohne die seltsamen Phänomene der Quantenphysik kommt längst kein IT-System mehr aus. Wo spukt es besonders?

Stefan Filipp radelt mit dem E-Bike jeden Tag zu seinem Arbeitsplatz bei IBM Research in Zürich, wo er an der Quantendatenverarbeitung mit supraleitenden Schaltkreisen arbeitet. Das Schlimmste für ihn wäre, wenn sich der Quantencomputer nicht realisieren ließe.

Andere bauen Quantencomputer, er kümmert sich um die Programmierung. Will Zeng vom US-Unternehmen Rigetti hat einen Befehlssatz und ein Software-Toolkit für Quantencomputer mit entwickelt. Im Gespräch mit Golem.de erklärt er, warum es ein Erfolg sein könnte, keinen Quantencomputer bauen zu können.

Er widmet sich der Grundlagenforschung, der Laser ist sein vielseitiges Instrument: Zu Thomas Walthers Fachgebiet gehören neben der Quantenoptik weitere Bereiche der Laserphysik. Bemerkenswert sind seine Vorbilder.

Sport oder Labor? In ihrer Jugend hat die Physikerin Tracy Northup mehr Sportlerinnen als Wissenschaftler bewundert. Zur Physik kam sie aus Trotz. Es hat sich gelohnt: Heute beteiligt sie sich an der Entwicklung des Computers der Zukunft.

Ein chinesischer Satellit hat verschränkte Photonenpaare an zwei 1.200 km voneinander entfernt liegende Orte übertragen. Er soll Quantenkommunikation möglich machen. Wie funktioniert so etwas?

Google, IBM, D-Wave arbeiten an Quantencomputern. Sie sollen schneller rechnen, heutige Verschlüsselung im Nu knacken und dafür ihrerseits praktisch nicht zu knackende Verschlüsselung ermöglichen. Wir haben mit Rainer Blatt, einem der führenden Experten auf dem Gebiet, darüber gesprochen.

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.

Die mathematischen Formeln versteht er, bei der Quantenphysik selbst ist sich Eike Kiltz nicht so sicher. Der Mathematiker von der Ruhr-Universität in Bochum ist Experte für Verschlüsselung und steht als solcher Quantencomputern ambivalent gegenüber.

Er mag seine Privatsphäre und hält deshalb wenig von Geräten, die ihn ausspionieren, aber umso mehr von sicherer Kommunikation: Norbert Lütkenhaus ist Experte für Quantenschlüsselaustausch, ein Verfahren der Quantenkryptographie. Seine Arbeit bereite manchen Leuten Kopfzerbrechen, sagt er. Und das scheint ihm zu gefallen.

Nicolas Brunner ist Physiker und arbeitet an Forschungsthemen wie der Quantenthermodynamik, die sich unter anderem mit Nanomaschinen beschäftigt. In der großen Welt hält er das Fahrrad für die größte Erfindung und genießt es, ab und zu offline zu sein, wie er im Gespräch mit Golem.de erzählt.

Als Kind bewunderte er Jean-Luc Picard für seine wissenschaftliche Herangehensweise an Probleme, heute arbeitet Christian Seidel selbst an Zukunftstechnologien: Er erforscht Anwendungsmöglichkeiten für Quantencomputer.

Das Rennen ist eröffnet: Eine ganze Reihe öffentlicher und privater Forschungsinitiativen bemüht sich um die besten Quantencomputer-Technologien.

Wenn morgen jemand die Quantenphysik widerlegt, wäre Ronald de Wolf wohl arbeitslos. Der Informatiker und Philosoph arbeitet an der Entwicklung von Quantenalgorithmen. Mit Golem.de hat er über die "fremde und seltsame Welt der Quantenmechanik" gesprochen.

Bits und Bytes sind für jeden Computer essenziell. Quantencomputer benutzen Qubits zum Rechnen. Was macht sie so besonders?

Quantencomputer sind eine Herausforderung für die globale Datensicherheit - aber es gibt bereits Ansätze für ein "quantensicheres" Internet.

Das Rechnen mit Quantenzuständen sollte zuerst ein Problem der Physiker lösen: die seltsame Welt der Quanten zu simulieren. Und vielleicht ist es auch nur dafür sinnvoll.

Quantencomputer lösen bestimmte Probleme im Handumdrehen - doch auch sie haben technische und physikalische Grenzen.

Was Sie über Quantenphysik wissen müssen, um das Prinzip eines Quantencomputers zu verstehen.

Wer schnell berechnen kann, wie sich die Welt im Innersten verhält, öffnet das Tor für Technologien von morgen. Wie geht das? Neu erfundene Zahlen könnten den Weg weisen.

Cebit 2017 Zusammen mit Volkswagen will D-Wave die Rechentechnik revolutionieren und präsentiert dazu stolz eine Quanten-Rechenmaschine auf der Technikmesse in Hannover. Ob die Technik etwas taugt, muss sie aber noch unter Beweis stellen.

Forscher haben einen praktisch realisierbaren Bauplan für einen universellen Quantencomputer ausgearbeitet. Er soll so groß wie ein Fußballfeld werden und 1.024-Bit-Verschlüsselungen innerhalb von zwei Wochen knacken können.

Mal eben nicht aufgepasst, Radioblitz verpasst. Solche Signale aus dem All sind zwar hell, aber nur sehr kurz. Forscher wollen nun einen Ursprungsort gefunden haben.

Der Nobelpreis in Physik ist für die Entdeckung von Phasenübergängen in topologischen Materialien vergeben worden. Wir versuchen eine Erklärung - ohne Kaffeetassen und Brezeln.