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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.
List of contents
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.
About the author
Prof. Mainzer studierte Mathematik, Physik und Philosophie an der Universität Münster, wo er in Philosophie auch promovierte (1973) und habilitierte. Vor seiner Berufung auf den Lehrstuhl für Philosophie und Wissenschaftstheorie an der TUM und seiner Tätigkeit als Direktor der Carl von Linde-Akademie im Jahr 2008 arbeitete er als Professor (1981-1988) und Prorektor (1985-1988) an der Universität Konstanz sowie als Professor und Gründungsdirektor des Instituts für interdisziplinäre Informatik (1988-2008) an der Universität Augsburg. Er ist Mitglied in zahlreichen (inter-)nationalen Gremien und Akademien. Von 2012 bis 2014 hat er als Gründungsdirektor das Munich Center for Technology in Society (MCTS) aufgebaut.
Summary
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.
Additional text
“Die Grundlagen von Quantencomputing verständlich zu erklären — von den mathematischen und physikalischen Grundlagen bis zu den technischen Anwendungen —ist das Hauptziel dieses sehr empfehlenswerten Buchs. Tatsächlich werden alle wesentlichen Themen detailliert und mit Tiefgang dargestellt. Ganz ohne Mathematik geht es dabei nicht, aber auch mathematisch Unbegabte dürften sich in dem Buch zurechtfinden …” (Managementkompass, Heft 3, 2021)
Report
"Die Grundlagen von Quantencomputing verständlich zu erklären - von den mathematischen und physikalischen Grundlagen bis zu den technischen Anwendungen -ist das Hauptziel dieses sehr empfehlenswerten Buchs. Tatsächlich werden alle wesentlichen Themen detailliert und mit Tiefgang dargestellt. Ganz ohne Mathematik geht es dabei nicht, aber auch mathematisch Unbegabte dürften sich in dem Buch zurechtfinden ..." (Managementkompass, Heft 3, 2021)
