China ist führend in der Revolution der Quantencomputer

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Quantentechnologie ist wichtig, da sie potenziell zu einer vollständigen Kontrolle über die Sicherheit, Zensur und Kontrolle des Internets führen kann. Chinesische Technokraten wollen diese Störung anführen. ⁃ TN Editor

Vor mehr als einem Jahrzehnt kehrte der chinesische Physiker Pan Jian-Wei aus Europa zurück, um die Erforschung einiger der wichtigsten Technologien des 21st-Jahrhunderts zu überwachen.

Auf einer Konferenz in Shanghai in diesem Sommer gaben Pan und sein Team einen seltenen Einblick in die Arbeit, die er als „Revolution“ bezeichnete.

Sie sprachen von den hackerunempfindlichen Kommunikationsnetzen, die sie in ganz China aufbauen, von den Sensoren, die sie für den Smog und die Umgebung entwickeln, und von den Prototyp-Computern, die eines Tages die Rechenleistung einer vorhandenen Maschine in Mitleidenschaft ziehen könnten.

Alle Geräte basieren auf der Quantentechnologie - einem aufstrebenden Bereich, der die Informationsverarbeitung verändern und den dominierenden Ländern große wirtschaftliche und nationale Sicherheitsvorteile verschaffen könnte. Zum Entsetzen einiger Wissenschaftler und Beamter in den Vereinigten Staaten trägt Chinas gewaltige Investition dazu bei, die westliche Forschung auf diesem Gebiet einzuholen und in einigen Bereichen voranzukommen.

Peking investiert Milliarden in Forschung und Entwicklung und bietet chinesischen Wissenschaftlern große Vorteile, um von westlichen Labors nach Hause zurückzukehren. Chinas Bestreben hat in den USA zu Forderungen nach mehr F & E-Mitteln geführt und in der Trump-Regierung Bedenken ausgelöst, dass einige Arten der wissenschaftlichen Zusammenarbeit mit China die Volksbefreiungsarmee unterstützen und die Interessen der USA verletzen könnten.

"Die Vereinigten Staaten müssen auf eine Zukunft vorbereitet sein, in der ihre traditionelle technologische Vorherrschaft vor neuen, vielleicht beispiellosen Herausforderungen steht", schrieb das Zentrum für eine neue amerikanische Sicherheit in einem kürzlich veröffentlichten Bericht über Chinas Quantenambitionen.

Die Quantentechnologie versucht, die unterschiedlichen Eigenschaften von Atomen, Photonen und Elektronen zu nutzen, um leistungsfähigere Werkzeuge für die Informationsverarbeitung zu entwickeln.

Im vergangenen Jahr hatte China nach Angaben des Marktforschungsunternehmens Patinformatics fast doppelt so viele Patentanmeldungen für die Quantentechnologie eingereicht wie die USA insgesamt, eine Kategorie, die Kommunikations- und Kryptologiegeräte umfasst. Die Vereinigten Staaten sind jedoch weltweit führend bei Patenten für das am meisten geschätzte Segment des Feldes - Quantencomputer - dank der hohen Investitionen von IBM, Google, Microsoft und anderen.

Bei der Überwachung des chinesischen Programms hilft Pan, den die chinesischen Medien als „Vater des Quanten“ bezeichnen. Der 49-Jährige leitet in seinen Labors an der Universität für Wissenschaft und Technologie in China (USTC) in Shanghai und Hefei ein Team von 130 Forschern. Im Jahr 2017 nannte ihn die Zeitschrift Nature einen von „zehn Menschen, die dieses Jahr eine Rolle spielten“ und sagte, er habe „unter den Bemühungen des Landes um Quantentechnologie ein Feuer angezündet“.

Gelegentlich unternimmt Pan Laborreisen zu Präsident Xi Jinping, der laut chinesischen Medien ein großes Interesse an seiner Arbeit zeigt. Pan beaufsichtigt auch die Pläne für ein neues nationales Labor für Quantenforschung in der Provinz Anhui.

Auf der Veranstaltung in Shanghai illustrierte Pan seine Präsentation mit Science-Nerd-Witzen über Einstein und „Star Trek“. In Anspielung auf Schrödingers Katze - ein Gedankenexperiment aus den 1930er Jahren, das zur Definition eines Quantenkonzepts namens Überlagerung beitrug - verwendete Pan Bilder einer Comic-Katze, die aufrecht stand und flach auf dem Rücken lag.

"Wie wir alle wissen, kann sich eine Katze in unserem täglichen Leben entweder nur in einem lebendigen oder in einem toten Zustand befinden", sagte Pan, "aber eine Katze in der Quantenwelt kann sich in einer kohärenten Überlagerung von lebendigen und toten Zuständen befinden."

Er wies darauf hin, dass sich Quantenteilchen, auch als Quantenbits bekannt, grundlegend von den Bits in der heutigen Technologie unterscheiden. Bestehende Computer und Kommunikationsnetzwerke speichern, verarbeiten und übertragen Informationen, indem sie in lange Bitströme zerlegt werden, bei denen es sich typischerweise um elektrische oder optische Impulse handelt, die eine Null oder Eins darstellen.

Quantenbits oder Qubits, bei denen es sich häufig um Atome, Elektronen oder Photonen handelt, können als Nullen und Einsen gleichzeitig oder an einer beliebigen Stelle dazwischen vorliegen. Dies ermöglicht ihnen, Informationen auf neue Weise zu verarbeiten. Einige Physiker vergleichen sie mit einer sich drehenden Münze, die sich gleichzeitig in einem Zustand von Kopf und Zahl befindet.

In seinem Vortrag erläuterte Pan, wie China Qubits nutzt, um seine Kommunikation vor Hacking zu schützen - einem der Bereiche, in denen China einen Vorsprung vor dem Westen zu haben scheint.

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