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.