Quantentechnologie im Aufwind

Mehr Mut für Europas Entscheidungsträger

Von Manfred Lindinger
11.02.2021
, 10:49
Die Quantenkryptographie ist die erste wirklich breite und weltweite Anwendung der Quantentechnologie. Ein Gespräch mit dem österreichischen Quantenphysiker Anton Zeilinger, warum China hier die Nase vorn hat.

Herr Zeilinger, Sie schrieben vor fast genau acht Jahren an dieser Stelle, die größte Überraschung Ihres Forscherlebens sei, dass fundamentale Quantenphänomene völlig unerwartet zu neuen Anwendungen führen. Der Quantencomputer nimmt Gestalt an. Und in Teilen Chinas ist das weltweit größte abhörsichere Quantennetzwerk Realität geworden. Hat sich Ihre Hoffnung erfüllt?

Es ist schon unglaublich, was sich derzeit abspielt. Jetzt findet endlich die Physik einzelner Quantenteilchen ihre Anwendung. Anwendungen sind etwa der Laser und viele Funktionen in Mobiltelefonen. Ich hätte zum Beispiel nicht geglaubt, dass es möglich sei könnte, mit winzigen Quantensimulatoren (verwirklicht mit Atomen, die man in Lichtgittern gefangen hält; Anm. d. Red.) komplexe Vorgänge in Vielteilchensystemen wie Festkörpern zu modellieren. Aufgaben, die lange klassischen Supercomputern vorbehalten waren. Auf den Quantencomputer, der erstmals wirklich mehr leisten kann, als mit einem klassischen Rechner möglich ist, werden wir noch einige Jahre warten müssen. Die erste wirklich breite und weltweite Anwendung ist die Quantenkryptographie.

Das größte abhörsichere terrestrische Quantennetzwerk, ein funktionierender Satellitenlink, einer der leistungsfähigsten Quantencomputer – was denken Sie, wenn Sie sehen, was Ihr ehemaliger Schüler Jian-Wei Pan geschaffen hat?

Es ist beachtlich, was Jian-Wei Pan mit seinen Mitarbeitern aufgebaut hat und wie stark seine Arbeiten von der chinesischen Regierung unterstützt werden. Die Projekte werden dort viel systematischer angegangen als in jedem westeuropäischen Land. Ich bin überzeugt, dass man in China schon daran arbeitet, alle wichtigen Einrichtungen über eine weltraumgestützte Quantenverschlüsselung mit Peking abhörsicher zu verbinden. Es wird davon gesprochen, dass China zwanzig oder mehr Quantensatelliten in den kommenden Jahren starten will. Das ist keine Testphase mehr.

Man sagt Jian-Wei Pan bisweilen nach, er habe sich das Know-how unter anderem an Ihrem Institut in Wien angeeignet, das er jetzt für die spektakulären Experimente in China nutzt. Ist der Vorwurf gerechtfertigt?

Pan war insgesamt acht Jahre lang in Österreich. Zunächst als Doktorand, dann als Postdoc. Er hat schon damals sehr strategisch gedacht bei der Wahl seiner Forschungsrichtung.Er war immer ein begeisterter Wissenschaftler. Seit seiner Rückkehr 2008 hat Pan eine große Gruppe aufgebaut. Er hat mittlerweile Hunderte von begeisterten Forschern um sich versammelt. Es freut mich sehr, dass viele von ihnen meine akademischen Enkel oder Urenkel sind. Die Frage, ob wissenschaftliches Know-how mit ausländischen Gastwissenschaftlern abwandert, wird immer wieder bei Chinesen gestellt. Bei Amerikanern habe ich das noch nie gehört. Das ist der übliche Know-how-Erwerb eines Wissenschaftlers als Doktorand und als Postdoc. Nicht mehr und nicht weniger.

Inzwischen scheint China die Europäer in der Quantentechnologie klar überholt zu haben.

Im Jahr 2016 konnte ich den Start des chinesischen Quantensatelliten „Micius“ vor Ort mitverfolgen. Es war schön zu wissen, dass vieles an Bord auf unseren Arbeiten in Österreich aufbaute. Inzwischen ist China den Europäern in der Quantentechnologie einen großen Schritt voraus.

Hat Europa, das lange in der Grundlagenforschung maßgebend war, den Anschluss an die Weltspitze verloren?

In der Grundlagenforschung ist Europa immer noch führend, vor China und inzwischen auch vor Amerika. Das Problem ist nach wie vor die technologische Umsetzung. Wenn ich ein europäisches Projekt aufstellen könnte, würde ich die besten Forschergruppen einladen und sie bitten, sich die übernächsten Schritte zum Erreichen des anvisierten Ziels zu überlegen. Diesen Weg würde ich gezielt angehen.

Braucht Europa in der Quantentechnologie eine Art Apollo-Experiment?

In Europa muss man sehr viele Parteien vom Sinn eines Vorhabens überzeugen und an einem gemeinsamen Tisch versammeln. Das war auch das Problem, als wir Anfang der 2000er Jahre versuchten, das Projekt eines europäischen Satelliten für Quantenexperimente aufzustellen. Das muss man in China und Amerika nicht. Ich wünsche mir für Europa eine konkrete langfristige Vision. Dies erfordert Mut von den Entscheidungsträgern.

Das scheint sich aber nun langsam zu ändern, und die Esa will in drei Jahren den ersten Quantensatelliten starten, als Relaisstation für ein terrestrisches Quantenkommunikationsnetz in Europa.

Es freut mich, dass es bald einen europäischen Quantensatelliten geben wird. Die Esa hat ja unsere Quantenkommunikations-Experimente auf den Kanarischen Inseln schon viele Jahre unterstützt. Dort konnten wir ja auch ein Experiment mit dem chinesischen Quantensatelliten Micius durchführen. Allerdings darf man bei den vielen Initiativen zur Quantentechnologie nicht die fundamentalen Fragestellungen der Quantenphysik aus den Augen verlieren. Die heutigen Quantentechnologien wurden ja nur möglich durch fundamentale Experimente vor 30 oder 40 Jahren. In derselben Weise werden heutige fundamentale Arbeiten sicher in der Zukunft wieder zu neuer Technologie führen. So ist die zentrale Rolle des Zufalls in der Quantenphysik noch immer nicht vollständig aufgeklärt.Ich bin neugierig auf die Überraschungen, die uns erwarten.

Die Fragen stellte Manfred Lindinger.

Quelle: F.A.Z.
Manfred Lindinger - Portraitaufnahme für das Blaue Buch "Die Redaktion stellt sich vor" der Frankfurter Allgemeinen Zeitung
Manfred Lindinger
Redakteur im Ressort „Natur und Wissenschaft“.
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