Spektrum Spezial – Neue Fronten der Quantenphysik

Spektrum Spezial – Neue Fronten der Quantenphysik
Seit Jahrzehnten gibt es zunehmend bessere mathematische Modelle des mikroskopisch Kleinen, doch sie stoßen an Grenzen. Mitunter entzieht sich bereits jeder Berechnung, was im Inneren von Atomkernen oder in starken Feldern geschieht. Völlig an ihr Ende kommt die Lehre dann, wenn es um Bereiche geht, in denen sich Quanten- und Relativitätstheorie begegnen. Der Durchbruch zu einer hypothetischen Quantengravitation lässt weiter auf sich warten. Während Experimente, die das ändern sollen, immer tiefer in die Strukturen der Raumzeit vordringen, verursachen die Eigenarten der Teilchenwelt auch auf makroskopischen Skalen Schwierigkeiten. Ein Beispiel ist die praktische Umsetzung viel versprechender Anwendungsmöglichkeiten in Quantennetzwerken und -computern. Hier läuft bereits die Suche nach den besten Bauteilen und den effizientesten Verschaltungen für die empfindlichen Informationseinheiten – und die seltsamen Eigenarten der Quantenmechanik wirken sich wieder und wieder auf überraschende Weise aus.
Aktualisiert: 2022-11-18
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Chancen und Risiken von Quantentechnologien

Chancen und Risiken von Quantentechnologien von Neukart,  Florian, Wilms,  Alissa
In diesem Buch teilen führende Vertreter aus Industrie und Forschung ihre Erfahrungen und Empfehlungen zur wirtschaftlichen Nutzbarmachung der Quantentechnologien. Verständlich geschrieben erklären sie, was Quantentechnologie ist, beleuchten aktuelle industrielle Anwendungen und ordnen die Herausforderungen für eine wirtschaftliche Nutzung ein.Das Buch hilft, folgende Fragen zu beantworten: Was ist noch Hype, was nicht? Ist jetzt der richtige Zeitpunkt, in der Quantentechnologie aktiv zu werden? Wo entstehen in größerem Maßstab die ersten Anwendungen? Welche Chancen und Risiken gibt es? Wie sehen sinnvolle Investitions-Szenarien aus?Derzeit befinden wir uns in der Phase der zweiten Quantenrevolution. Quantentechnologien haben – so viel ist jetzt schon sicher – das Potenzial, disruptive Veränderungen in Wirtschaft und Gesellschaft auszulösen. Schon heute wären ohne sie viele unserer technischen Alltagsprodukte nicht möglich (ohne Transistoren keine modernen Computer, ohne Atomuhren kein GPS, ohne Laser weder CDs und DVDs noch fortschrittliche bildgebende Verfahren in der Medizin). Eine Reihe unterschiedlicher Geräte und Ansätze nähern sich nun der Marktreife und haben das Potenzial, bestehende Produkte und Verfahren überflüssig zu machen. Mit Quantentechnologie müssen sich Entscheider in der Wirtschaft und Politik jetzt beschäftigen. Dieses Buch bietet einen praktischen, erfahrungsbasierten Zugang dafür. Dr. Martin Hofmann, Salesforce, früherer CIO der Volkswagen Gruppe Joerg Rheinboldt, Gründer und Geschäftsführer bei APX, Mitglied des Verwaltungsrats Bahlsen, Entrepreneur und Investor
Aktualisiert: 2023-04-01
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Chancen und Risiken von Quantentechnologien

Chancen und Risiken von Quantentechnologien von Neukart,  Florian, Wilms,  Alissa
In diesem Buch teilen führende Vertreter aus Industrie und Forschung ihre Erfahrungen und Empfehlungen zur wirtschaftlichen Nutzbarmachung der Quantentechnologien. Verständlich geschrieben erklären sie, was Quantentechnologie ist, beleuchten aktuelle industrielle Anwendungen und ordnen die Herausforderungen für eine wirtschaftliche Nutzung ein.Das Buch hilft, folgende Fragen zu beantworten: Was ist noch Hype, was nicht? Ist jetzt der richtige Zeitpunkt, in der Quantentechnologie aktiv zu werden? Wo entstehen in größerem Maßstab die ersten Anwendungen? Welche Chancen und Risiken gibt es? Wie sehen sinnvolle Investitions-Szenarien aus?Derzeit befinden wir uns in der Phase der zweiten Quantenrevolution. Quantentechnologien haben – so viel ist jetzt schon sicher – das Potenzial, disruptive Veränderungen in Wirtschaft und Gesellschaft auszulösen. Schon heute wären ohne sie viele unserer technischen Alltagsprodukte nicht möglich (ohne Transistoren keine modernen Computer, ohne Atomuhren kein GPS, ohne Laser weder CDs und DVDs noch fortschrittliche bildgebende Verfahren in der Medizin). Eine Reihe unterschiedlicher Geräte und Ansätze nähern sich nun der Marktreife und haben das Potenzial, bestehende Produkte und Verfahren überflüssig zu machen. Mit Quantentechnologie müssen sich Entscheider in der Wirtschaft und Politik jetzt beschäftigen. Dieses Buch bietet einen praktischen, erfahrungsbasierten Zugang dafür. Dr. Martin Hofmann, Salesforce, früherer CIO der Volkswagen Gruppe Joerg Rheinboldt, Gründer und Geschäftsführer bei APX, Mitglied des Verwaltungsrats Bahlsen, Entrepreneur und Investor
Aktualisiert: 2023-04-11
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Weltmacht ohne Menschen

Weltmacht ohne Menschen von Schulz,  Erik D.
Philip Rogge gerät zwischen die Fronten zweier Superintelligenzen. Was zunächst wie eine große Verschwörung anmutet, erweist sich als bittere Realität: Ein Konzern strebt mithilfe einer KI unaufhaltsam nach der Weltherrschaft. Doch die Pläne der neuen Mächtigen werden durch eine Naturkatastrophe gestört. Ein Sonnensturm bewirkt einen Blackout und den globalen Ausfall des Internets. Chaos bricht aus. Für Rogge und den exzentrischen Wissenschaftler Friedrich Cannavale ist dies die letzte Chance, der feindlichen Macht die Stirn zu bieten. Ein gnadenloser Wettlauf gegen die Zeit und einen übermächtigen Gegner beginnt. Das Schicksal der Menschheit hängt an komplexen Computercodes und dem Gelingen der Mission. Jeder Fehler hätte fatale Folgen für die Zukunft!
Aktualisiert: 2022-02-17
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Quantencomputer

Quantencomputer von Mainzer,  Klaus
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.
Aktualisiert: 2023-04-04
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Quantencomputer

Quantencomputer von Mainzer,  Klaus
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.
Aktualisiert: 2023-03-14
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