Im Januar 2025 haben uns die Jungen TüftlerInnen vom TüftelLab Berlin an der MBO besucht, um uns etwas über Quantencomputer beizubringen.
Der Physik-Leistungskurs (12. Jahrgang) von Herrn Dr. Kröner sowie einige Quantencomputerinteressierte aus der NaWi-Klasse 10.5 konnten in dem abwechslungsreichen Workshop spielerisch die spannende Welt der Quanten kennenlernen.
In der Welt der Quanten beschäftigt man sich mit den allerkleinsten Bausteinen des Universums. Diese Bausteine verhalten sich oft ganz anders, als wir es kennen. Mit einfachen Brettspielen und Experimenten konnten wir in diese geheimnisvolle Welt eintauchen, um sie besser zu verstehen:
Beim Quanten-Tiq-Taq-Toe wurde das bekannte Tic-Tac-Toe Spielprinzip durch Regeln aus der Quantenwelt erweitert, nämlich durch die Superposition und die Verschränkung. Die Superposition kennt man von dem Gedankenexperiment „Schrödingers Katze“, die zugleich tot und lebendig in einer verschlossenen Kiste liegt, bis man hinsieht, wodurch ihr Zustand eindeutig festgelegt wird. Eine Verschränkung kann man sich so ähnlich wie zwei vertauschte Koffer bei der Gepäckausgabe am Flughafen vorstellen: Sobald ich in den fremden Koffer hineinschaue, steht sofort fest, was in dem anderen (nämlich meinem) Koffer ist, völlig egal wie weit die Koffer voneinander entfernt sind. Durch diese beiden Erweiterungen wurde Tic-Tac-Toe deutlich komplexer und auch viel spannender.
Beim Quanten-Labyrinth, das an das Brettspiel „Das verrückte Labyrinth“ erinnert, versuchte jeder durch Verschieben von Labyrinthteilen, sein Qubit zuerst in seinen Zielzustand umzuwandeln. Qubits sind die kleinesten Bausteine von Quantencomputern. Ein Qubit ist ein Quanten-Bit, das im Gegensatz zu einem normalen Bit, also der kleinsten Informationsmenge eines gewöhnlichen Computers, nicht nur den Wert „0“ (aus) oder „1“ (an) sondern prinzipiell unendlich viele verschiedene Zustände annehmen kann. Um mit Qubits rechnen zu können, müssen sie, ähnlich wie in herkömmlichen Computern, durch Logikgatter, verändert werden. Diese heißen beim Quantencomputer Quantengatter und funktionieren ganz anders, was wir in dem Brettspiel prima ausprobieren konnten.
Außerdem konnten wir im Alltag auftretende Quantenphänomene untersuchen, wie das durch Quantensprünge ausgelöste Tagleuchten von Neonfarben oder wie das durch einen Laserpointer an einem Haar oder einer Vogelfeder erzeugtes Interferenzmuster.
Am Ende des Workshops hatten alle einen guten Einblick in die Welt der Quantencomputer bekommen und dabei noch eine Menge Spaß beim Spielen und Ausprobieren gehabt. Vielen Dank an die Jungen TüftlerInnen Emma Sokoll, Laura Bayer und Dr. Vin Kadiri!
