Z(w)eiträume: Quanten – was dann?

Wie wird eine Technologie unseren Alltag verändern, deren Logik selbst unserer Intuition widerspricht? Quantentechnologien stehen momentan an der Schwelle: von der theoretischen Grundlagenforschung hin zu konkreten Anwendungen – mit potenziell tiefgreifenden Folgen für Wissenschaft, Wirtschaft, Kultur und Gesellschaft.

Rektorin Constanze Wimmer und Bernhard Fügenschuh, Rektor der Universität Salzburg, unterstrichen die zentrale Rolle der Hochschulen als Orte offener Forschung jenseits konzerngeleiteter Interessen. Constanze Wimmer möchte an der Universität ein „Wohnzimmer“ des offenen Diskurses schaffen; das Wohnzimmer als Metapher, die Nähe, Zugänglichkeit und intellektuelle Gastfreundschaft gleichermaßen evoziert. Rektor Bernhard Fügenschuh ging auf den von ihm gewählten Titel der Veranstaltung ein: Z(w)eiträume. Als Geologe denkt er in völlig anderen zeitlichen Dimensionen als (Quanten)Physiker – etwa an die Entstehung der Erde vor 4,8 Milliarden Jahren. Bezugnehmend auf das vor seiner thematischen Einführung gezeigte Musikvideo des Ecophonic Atelier – bestehend aus Maurice Cazzolli und Simon Kantner, zwei Studierenden der Universität Mozarteum Innsbruck – ergänzte er, dass die Entstehung Islands in direktem Zusammenhang mit der Bildung der Alpen steht: ein Resultat der Plattentektonik am Mittelatlantischen Rücken.

In seinem Impulsvortrag erläuterte Ulrich Aschauer (Fachbereich Chemie und Physik der Materialien, Universität Salzburg) die Grundlagen des Quantencomputings. Im Mittelpunkt stehen Phänomene wie Superposition, also die gleichzeitige Überlagerung mehrerer Zustände, sowie Verschränkung, bei der Teilchen auch über große Distanzen hinweg korreliert bleiben. Diese Effekte widersprechen unserer Alltagserfahrung und Alltagslogik und gerade diese Phänomene sind doch so unglaublich faszinierend. Ulrich Aschauer hielt sein Versprechen zu Beginn des Vortrages und der (fast) vollständige Verzicht auf Fachjargon brachte dem (Laien-)Publikum die Thematik nicht nur näher, sondern schaffte einen Moment der absoluten Stille und des gebannten Zuhörens.

Sein Vortrag spannte den Bogen von der Erklärung des Begriffes Quantum bis zu Quantencomputing und Quantenalgorithmen. „Quantum“ bezeichnet in der Physik die kleinste diskrete Einheit einer physikalischen Größe und bildet die Grundlage für Technologien, die quantenmechanische Effekte gezielt nutzen. Derzeit vollzieht sich der Übergang von theoretischen Modellen hin zu ersten anwendungsnahen Systemen, mit absehbaren Implikationen für die Wirkstoffentwicklung, Logistik und Cyber-Sicherheit – insbesondere für kryptographische Verfahren.

Sein Vortrag spannte den Bogen von der Erklärung des Begriffes Quantum bis zu Quantencomputing und Quantenalgorithmen. „Quantum“ bezeichnet in der Physik die kleinste diskrete Einheit einer physikalischen Größe und bildet die Grundlage für Technologien, die quantenmechanische Effekte gezielt nutzen. Derzeit vollzieht sich der Übergang von theoretischen Modellen hin zu ersten anwendungsnahen Systemen, mit absehbaren Implikationen für die Wirkstoffentwicklung, Logistik und Cyber-Sicherheit – insbesondere für kryptographische Verfahren. Die grundlegenden Informationseinheiten sind Qubits, die – anders als klassische Bits – nicht nur die Zustände 0 oder 1, sondern auch Überlagerungen, d.h. beide Zustände annehmen können. Quantencomputer können komplexe Rechenprozesse parallel ausführen und um ein Vielfaches schneller. Neben diesen unglaublichen Möglichkeiten entstehen gleichzeitig immense Herausforderungen für die IT-Sicherheit: der Shor-Algorithmus könnte alle etablierten Verschlüsselungsverfahren offenlegen und somit angreifbar machen.

Im anschließenden Gespräch mit den Expert*innen der Hochschulen moderiert von Dr.ⁱⁿ Doris Fuschlberger (Amt der Salzburger Landesregierung) wurde deutlich, wie weit Quantentechnologien und deren prognostizierten Auswirkungen über die Physik hinausreichen. Von der verständlichen Wissensvermittlung an Schulen über philosophische Einordnungen in die Gesellschaft bis hin zu Optimierungsprozessen in der Energiewirtschaft und Präzisionswerkzeugen in der Medizin wurden unterschiedliche Aspekte diskutiert.

Assoz.-Prof.ⁱⁿ Dr.ⁱⁿ Patricia Palacios (Universität Salzburg) lenkte den Blick auf grundlegende Fragen und darauf, wie Denkmodelle der Physik zu deren Beantwortung beitragen können. Ihre Forschung spannt dabei einen Bogen von schwarzen Löchern bis zur Demokratie. Mag. Nikolaus Unterrainer (Pädagogische Hochschule Stefan Zweig) unterstrich, wie entscheidend eine verständliche Vermittlung für die gesellschaftliche Einordnung ist. DI Dominik Vereno, BSc (FH Salzburg) verwies auf konkrete Einsatzfelder, etwa bei komplexen Optimierungsproblemen in der Energiewirtschaft. Wie schwer es ist, die Quantenwelt wirklich zu begreifen, brachte Dominik Vereno mit einem gern verwendeten Zitat von Richard P. Feynman auf den Punkt: „If you think you understand quantum mechanics, you don’t understand quantum mechanics.“
Annemarie Weißenbacher, Rektorin der PMU Paracelsus Medizinische Privatuniversität, beschrieb Quantentechnologien als hochpräzise Werkzeuge, die insbesondere in der Medizin neue Lösungswege eröffnen könnten.

Das Veranstaltungsformat „Salzburger Hochschulen Entwicklungsimpulse“ ist ein gemeinsames Format der Salzburger Hochschulen, das zentrale Zukunftsthemen an der Schnittstelle von Wissenschaft, Kultur, Wirtschaft und Gesellschaft behandelt. Der inhaltliche Lead der vergangenen Veranstaltung lag bei der Universität Salzburg, den inhaltlichen Lead der nächsten Veranstaltung, die im Frühjahr 2027 stattfinden wird, hat die PMU Paracelsus Medizinische Privatuniversität. Wir sind bereits gespannt welches aktuelle brisante und „brennende“ Thema am Podium in unserer Universität diskutiert werden wird!