karriereführer ingenieure 1.2018 – Zusammenarbeit in der digitalen Zukunft

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versteht und in der Lage ist, die Funktionsprinzipien
in skalierbaren, kompakten,
kosten- und energieeffizienten
Geräten umzusetzen. Weder die heutigen
Physiker noch die heutigen Ingenieure
besitzen die Kompetenz, es wirklich
zu einer industriellen Revolution
zu bringen. Dafür brauchen wir die
neuen Quanteningenieure. In Europa
entstehen immer mehr Studiengänge,
die genau darauf abzielen. Diese sind
unter anderem interessant für Elektroingenieure,
Ingenieure der Kommunikationstechnik
oder auch Raumfahrtingenieure.
Die Europäische Weltraumorganisation
ESA will zum Beispiel
künftig auf Satelliten Quantenkommunikation
durchführen. Für solche und
andere Projekte sind die verschiedensten
Ingenieurkompetenzen gefragt.
Wo könnten Quantencomputer sonst
noch eingesetzt werden?
Die kleinsten Quantencomputer werden
als Knoten für Quanten-Repeater
notwendig sein. Ein Quanten-Repeater
ist ein Gerät, das es erlaubt, die Reichweite
von Quantenkommunikation
über photonische Kanäle zu vergrößern.
Bisher werden bei der Punkt-zu-
Punkt-Verbindung 200 bis 300 Kilometer
erreicht. Mit den Quanten-Repeatern
könnten die kurzen Wege in den
Glasfasern verbunden werden, so dass
eine längere Kommunikationsübertragung
erreicht wird. Anwendungsmöglichkeiten
bestehen hier zum Beispiel
beim maschinellen Lernen, also der
künstlichen Intelligenz. Es könnte die
Leistungsfähigkeit von großen Rechenzentren
erweitert werden. Auch neue
supraleitende Materialien oder neue
Chemikalien könnten mithilfe von
Quantensimulatoren entwickelt werden,
die die Eigenschaften der Materialien
oder Chemikalien viel schneller
berechnen als es bisher möglich ist.
Data Mining, das Management von
großen Datenmengen, hat ebenfalls
viel mit Machine Learning zu tun und
könnte mithilfe von Quantenmechanik
beschleunigt werden. Das ist auch die
Hauptmotivation von Unternehmen
wie Google, diese Technologien voranzutreiben.
Wann könnten Quantencomputer für
uns zum Alltag werden?
Gemeinsam mit zahlreichen Forschern
haben wir ein Quanten-Manifest verfasst,
in dem wir eine gemeinsame
europäische Initiative für Quantentechnologien
fordern, um Europas führende
Rolle bei dieser technologischen
Revolution zu sichern. Wir erwarten,
dass in den nächsten zehn bis zwanzig
Jahren das Thema Quantencomputer
in aller Munde sein wird. Schon heute
beschäftigt sich die Industrie ganz
konkret mit den ersten Anwendungen.
So hat zum Beispiel ein deutscher
Automobilhersteller einen in Kanada
entwickelten Quantensimulator eingesetzt,
um den Verkehr von Taxis in
Peking zu optimieren. Solch ein
Anwendungsbereich würde einem
Physiker nie in den Sinn kommen,
dafür brauchen wir Ingenieure. Auch
andere Unternehmen überlegen derzeit,
welche weiteren Anwendungsbereiche
für Quantencomputer es geben
könnte.
Ausprobieren
Bei IBM kann man mit einem
Quantencomputer experimentieren:
quantumexperience.ng.bluemix.net/
qx/experience
Lesen
Spektrum der Wissenschaft. Welt der
Qubits Auf dem Weg zum Quantencomputer
(E-Book). Spektrum der
Wissenschaft 2017
Klassiker-Buchtipp
Hans-Peter Dürr: Es gibt keine Materie!
Crotona Verlag 2012
Quantengeld
Ein Forschungsteam aus Physikern der
Universitäten Kassel, Erlangen und Mainz
befasst sich mit dem Thema Quantengeld.
Sie entwickeln den Prototypen eines
Zahlungsmittels, bei dem ein mit
Quantenmechanik verschlüsselter
Sicherheitscode in einen Diamanten
eingeschrieben wird. Der Code wäre nicht
zu knacken.
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