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Heidelberger Akademie der Wissenschaften [Hrsg.]
Jahrbuch ... / Heidelberger Akademie der Wissenschaften: Jahrbuch 2019 — 2020

DOI Kapitel:
A. Das akademische Jahr 2019
DOI Kapitel:
II. Wissenschaftliche Vorträge
DOI Artikel:
Schleich, Wolfgang: Quantentechnologien für Weltraumanwendungen
DOI Seite / Zitierlink: 
https://doi.org/10.11588/diglit.55176#0052
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II. Wissenschaftliche Vorträge

Diese Frage aus der Grundlagenphysik stand über viele Jahrzehnte hin-
weg im Zentrum philosophischer Betrachtungen. Erst durch die Entwicklung
der Bellschen Ungleichungen konnte man sie quantitativ fassen. Es stellte sich
heraus, dass die Quantenwelt Eigenschaften zeigt, die unserer klassischen Welt
fremd sind.
In den letzten 20 Jahren ist es gelungen, diese von EPR aufgezeigten Kor-
relationen zu nutzen. Manipuliert man nämlich eines von zwei verschränkten
Teilchen, so ändert sich der Zustand des Partnerteilchens selbst bei größten räum-
lichen Entfernungen. Im Zusammenspiel mit klassischen Kommunikationskanä-
len kann man dadurch eine Informationsübertragung schaffen, die extrem sicher
ist, da jeder Lauschangriff das Ergebnis der Messung beeinflusst und dadurch
enttarnt wird. Heute kann man kommerzielle Verschlüsselungsmaschinen, die
auf der Grundlage der Quantenmechanik basieren, erwerben. Quantenkom-
munikation mit Hilfe von Satelliten erhöht die Sicherheit der interkontinenta-
len Informationsübermittlung. Spektakuläre Experimente in China haben diese
Möglichkeiten eindrucksvoll demonstriert.


Kommunikation mithilfe von verschränkten Photonen über einen Satelliten

Ein zentraler Punkt der Quantenmechanik ist der Welle-Teilchen-Dualismus.
Unter bestimmten Voraussetzungen breiten sich Teilchen, seien es Elektronen,
Atome oder Nanoteilchen, als Wellen aus. Ähnlich wie Licht- oder Wasserwel-
len erfüllen Materiewellen das Uberlagerungsprinzip. Schon geringste Störungen
können zu merklichen Änderungen im Interferenzmuster führen, was hochemp-
findliche Messungen ermöglicht. Im Gegensatz zu den masselosen Lichtteilchen,

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