Die Quantenwelt ist längst im Alltag angekommen, ohne dass es vielen bewusst ist. Dazu gehören Transistoren, Dioden und Laser, die aus Alltagsgeräten nicht mehr fortzudenken sind. Nach dieser ersten Generation der Quantentechnologien leben wir derzeit in der zweiten Generation, in der Grundprinzipien der Quantenmechanik gezielt in quantenmechanischen Geräten umgesetzt werden. Dazu gehören erste Prototypen von Quantencomputern, klassische Supercomputer mit Quantensimulation, Quantenkryptographie und Quantenkommunikation, Quantensensorik und Quantenmesstechnik.
Was Einstein 1935 als spukhafter Effekt vorkam, ist längst Grundlage umwälzender Quantenkommunikation in Glasfasernetzen und Satellitentechnik, die ein zukünftiges Quanteninternet ankündigt. Quantencomputer als Mehrzweckrechner sind nur die Spitze des Eisbergs mit einer Technologie, die sich schrittweise als Netzwerk unserer Zivilisation ausbreitet. Umso dringender ist es, die Grundlagen der Quantenwelt als Hintergrund dieser Technologie zu verstehen. Grundlagen und Zusammenhänge begreifen, von den mathematischen und physikalischen Grundlagen bis zu den technischen Anwendungen, ist ein zentrales Ziel des Buchs.
Ein weiteres Anliegen dieses Buchs ist das Zusammenwachsen mit der Künstlichen Intelligenz. In meinem Buch "Künstliche Intelligenz. Wann übernehmen die Maschinen?" (Springer 2. Aufl. 2019) wird Machine learning herausgestellt, das Automatisierung in Robotik, Industrie- und Arbeitswelt verwirklicht. Mit Quantentechnologie, Quantencomputer und künstlicher Intelligenz zeichnet sich aber nicht nur eine Potenzierung neuer Möglichkeiten ab, sondern auch von Gefährdungen. Daher erhebt sich die Forderung nach frühzeitiger Technikgestaltung, damit Quantentechnologie und Künstliche Intelligenz sich als Dienstleistung in der Gesellschaft bewähren.
Die Quantenwelt ist längst im Alltag angekommen, ohne dass es vielen bewusst ist. Dazu gehören Transistoren, Dioden und Laser, die aus Alltagsgeräten nicht mehr fortzudenken sind. Nach dieser ersten Generation der Quantentechnologien leben wir derzeit in der zweiten Generation, in der Grundprinzipien der Quantenmechanik gezielt in quantenmechanischen Geräten umgesetzt werden. Dazu gehören erste Prototypen von Quantencomputern, klassische Supercomputer mit Quantensimulation, Quantenkryptographie und Quantenkommunikation, Quantensensorik und Quantenmesstechnik.
Was Einstein 1935 als spukhafter Effekt vorkam, ist längst Grundlage umwälzender Quantenkommunikation in Glasfasernetzen und Satellitentechnik, die ein zukünftiges Quanteninternet ankündigt. Quantencomputer als Mehrzweckrechner sind nur die Spitze des Eisbergs mit einer Technologie, die sich schrittweise als Netzwerk unserer Zivilisation ausbreitet. Umso dringender ist es, die Grundlagen der Quantenwelt als Hintergrund dieser Technologie zu verstehen. Grundlagen und Zusammenhänge begreifen, von den mathematischen und physikalischen Grundlagen bis zu den technischen Anwendungen, ist ein zentrales Ziel des Buchs.
Ein weiteres Anliegen dieses Buchs ist das Zusammenwachsen mit der Künstlichen Intelligenz. In meinem Buch "Künstliche Intelligenz. Wann übernehmen die Maschinen?" (Springer 2. Aufl. 2019) wird Machine learning herausgestellt, das Automatisierung in Robotik, Industrie- und Arbeitswelt verwirklicht. Mit Quantentechnologie, Quantencomputer und künstlicher Intelligenz zeichnet sich aber nicht nur eine Potenzierung neuer Möglichkeiten ab, sondern auch von Gefährdungen. Daher erhebt sich die Forderung nach frühzeitiger Technikgestaltung, damit Quantentechnologie und Künstliche Intelligenz sich als Dienstleistung in der Gesellschaft bewähren.
Über den Autor
Klaus Mainzer war nach einem Studium der Mathematik, Physik und Philosophie, Promotion und Habilitation in Münster Heisenbergstipendiat; Professor für Grundlagen der exakten Wissenschaften, Prorektor der Universität Konstanz; Lehrstuhlinhaber für Philosophie und Wissenschaftstheorie, Direktor des Instituts für Philosophie und Gründungsdirektor des Instituts für Interdisziplinäre Informatik an der Universität Augsburg; Lehrstuhlinhaber für Philosophie und Wissenschaftstheorie, Direktor der Carl von Linde-Akademie und Gründungsdirektor des Munich Center for Technology in Society (MCTS) an der Technischen Universität München. Seit 2016 lehrt er an der TUM Senior Excellence Faculty der Technischen Universität München, seit 2019 als Seniorprofessor und Mitbegründer des Carl Friedrich von Weizsäcker Center der Universität Tübingen. Seit 2020 ist er Präsident der Europäischen Akademie der Wissenschaften und Künste (EASA), Sprecher für Grundfragen der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften (acatech), Mitglied der Academy of Europe (Academia Europaea), Gastprofessor und Autor zahlreicher Bücher mit internationalen Übersetzungen über Grundlagen und Zukunft von Wissenschaft und Technik.
Zusammenfassung
Grundlagen und Zusammenhänge begreifen
Von den mathematischen und physikalischen Grundlagen bis zu den technischen Anwendungen
Ein Buch für wissbegierige Leser
Inhaltsverzeichnis
Einführung.- Was kann ein klassischer Computer?.- Was weiß die Quantenmechanik?.- Was ist ein Quantencomputer?.- Was können Quantenalgorithmen?.- Wie sicher ist Quantenkryptographie?.- Was leistet Quantenkommunikation?.- Was kann klassische Künstliche Intelligenz?.- Was könnte Quanten-Künstliche Intelligenz?.- Vom Quanteninternet zum Quantenuniversum.- Technische Perspektiven des Quantencomputers.- Gesellschaftliche Perspektiven der Quantentechnologie.
