Quantenphysik

Der Qubit-Ansatz

In Kooperation mit der Universität Innsbruck stellen wir einen Zugang zur Quantenphysik vor, der auf dem einfachst möglichen Quantensystem aufbaut: Dem Qubit als Verallgemeinerung des klassischen Bits.

Im Gegensatz zum klassischen Bit sind beim Qubit Überlagerungszustände von „0“ und „1“ möglich. Bei einer Messung ergeben sich, ausgehend vom selben Qubit, je nach gewählter Messachse unterschiedliche Wahrscheinlichkeiten für die Messergebnisse „0“ und „1“.

Der Qubit-Ansatz kommt ohne komplexe mathematische Berechnungen aus und ermöglicht einen visuellen Zugang zu wesentlichen Eigenschaften der Quantenphysik. Aktuelle Anwendungen finden sich z.B. bei bildgebenden Verfahren in der Medizin wie der Kernspintomographie.

Veröffentlichungen:

Stefan Heusler, Michael Tewiele (2018), „U2: Quantenspiegelungen“ (http://www.beta.quantenspiegelungen.de/ deutsche Fassung), „U2: Quantum reflections“ (http://www.quantumreflections.net/, english version)

Stefan Heusler, Malte Ubben, (2018) „A haptic model of vibration modes in spherical geometry and its application in atomic physics, nuclear physics and beyond“ http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6404/aab9fd/meta

Stefan Heusler, Wolfgang Dür, (2017), “Modeling decoherence with qubits” , European Journal of physics http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6404/aa9cb8/meta

Wolfgang Dür, Raphael Lamprecht & Stefan Heusler (2017) “Towards a quantum internet”, European Journal of Physics, Volume 38, Number 4

Wolfgang Dür, Stefan Heusler (2016): „Das Quanten-Internet“, PdN Physik in der Schule, Heft 1, 65. Jahrgang

Dür, Wolfgang & Heusler, Stefan, (2014): „Visualization of the Invisible: The Qubit as Key to Quantum Physics”, The Physics Teacher, Vol. 52

Dür, Wolfgang & Heusler, Stefan, (2013): „Was man von zwei Qubits über Quantenphysik lernen kann: Verschränkung und Quantenkorrelation“, PhyDid A, Band 1

Dür, S. Heusler, (2011): „Was man vom einzelnen Qubit über Quantenphysik lernen kann”, Phydid-A, Nr. 11 (2012), Band

U1: Quantendimensionen – U2: Quantenspiegelungen – U3: Quantensymmetrien

In Kooperation mit einem Team von Desigern produzieren wir Visualisierungen zur Quantenphysik, die in drei Teilen veröffentlicht werden.

Teil 1 (U1-Quantendimensionen) behandelt die Quanteneigenschaften von Licht ist 2010 als DVD-ROM beim Klett-Verlag und bei Sciencemotion erschienen.

Teil 2 (U2-Quantenspiegelungen) behandelt Atomphysik und steht als Webanwendung zur Verfügung.

Pressemitteilung zu dem Projekt:

Teil 3 (U3-Quantensymmetrien) behandelt Elementarteilchenphysik und ist aktuell in Arbeit.