Quanten-Prinzi­pien

Die Quanten­welt eröff­net neue Wege, Materie, Infor­ma­tion und Wirklich­keit zu verste­hen und liefert die Grund­lage für Techno­lo­gien, die von hochprä­zi­ser Senso­rik bis zu Quanten­com­pu­tern reichen. Im Zentrum stehen fünf Prinzi­pien: Überla­ge­rung, Verschrän­kung, Quanti­sie­rung, der Welle-Teilchen Dualis­mus und Messung. Überla­ge­rung bedeu­tet, dass ein Quanten­sys­tem mehrere Alter­na­ti­ven gleich­zei­tig „bereit hält“. Erst eine Messung erzwingt die Entschei­dung für einen konkre­ten Zustand. So werden Inter­fe­renz­ef­fekte  möglich, die klassi­sche Teilchen nicht zeigen, und es entsteht das Poten­zial für neuar­tige Rechen- und Kommu­ni­ka­ti­ons­ver­fah­ren. Verschrän­kung beschreibt die außer­ge­wöhn­lich starken Korre­la­tio­nen zwischen Quanten­ob­jek­ten: Was bei einem Teilchen gemes­sen wird, ist untrenn­bar mit dem Ergeb­nis beim anderen verknüpft, unabhän­gig von der räumli­chen Trennung. Dieses Phäno­men bildet die Basis für abhör­si­chere Schlüs­sel­ver­tei­lung und neuar­tige Netzwerke. Quanti­sie­rung  besagt, dass viele physi­ka­li­sche Größen – etwa Energie oder Drehim­puls – nicht konti­nu­ier­lich, sondern in diskre­ten „Portio­nen“ auftre­ten. Ohne diese Körnig­keit gäbe es keine stabi­len Atome, keine Spektral­li­nien und keine Halblei­ter­phy­sik. Der Welle-Teilchen-Dualis­mus macht deutlich, dass Quanten­ob­jekte weder klassi­sche Teilchen noch Wellen sind, sondern erst im Messpro­zess bestimmte Eigen­schaf­ten anneh­men. Messung schließ­lich ist kein passi­ves Beobach­ten, sondern ein physi­ka­li­scher Vorgang, der aus quanten­me­cha­ni­schen Möglich­kei­ten reale, klassisch nutzbare Infor­ma­tion entste­hen lässt