"In zwanzig Jahren sind wir dort"

3. Jänner 2011, 18:31
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Anton Zeilinger erklärt im Gespräch mit Klaus Taschwer die Bedeutung von Physiker Erwin Schrödinger – und die Relevanz der Grundlagenforschung

STANDARD: Was waren Erwin Schrödingers Verdienste, die ihm nicht nur den Nobelpreis für Physik brachten, sondern ihn auch für einige Jahre auf den österreichischen 1000-Schilling-Schein?

Zeilinger: Seine größte und wichtigste Leistung war wohl die 1926 formulierte Schrödinger-Gleichung. Damit wird es, ganz vereinfacht formuliert, das Verhalten von Atomen zu verstehen. Das ist einer der wichtigsten Gleichungen, die je in der Physik formuliert wurden.

STANDARD: Warum ist die so relevant?

Zeilinger: Wenn man heute etwas "wichtig" nennt, dann verlangt der aktuelle Zeitgeist leider, dass die Sache auch wirtschaftlich relevant ist. Aber selbst unter diesem Gesichtspunkt hat die Schrödinger-Gleichung gewaltige Bedeutung. Wir würden zum Beispiel die ganze Halbleiter-Technologie - also all das, was in unseren elektronischen Geräten steckt - ohne diese Gleichung nicht haben, und auch Vieles in der modernen Chemie wurde erst durch Schrödinger verstehbar. Nicht zuletzt hat mehr als ein Drittel der Physik-Nobelpreise der letzten Jahre mit der Schrödinger-Gleichung zu tun.

STANDARD: Allein mit Heisenbergs Unschärferelation wäre all das nicht gelungen?

Zeilinger: Das ist die Frage. Die beiden Zugänge sind ja äquivalent. In der Quantenoptik ist der Heisenberg-Zugang populärer, was aber in erster Linie historische Gründe hat. Der Vorteil des Schrödinger-Zugangs ist, dass er intuitiv besser verstehbar ist, was sicher bei vielen Umsetzungen half. Auch einige meiner frühen Schlüsselarbeiten sind darauf zurückzuführen, dass wir den Schrödinger-Zugang gewählt haben und dabei Dinge beobachten konnten, die man beim Heisenberg-Zugang nur versteckt sehen kann.

STANDARD: So wie Einstein hat sich aber auch Schrödinger schwer getan, die wundersame Welt der Quantenphysik zu akzeptieren.

Zeilinger: Richtig. Als ich die Arbeiten von Einstein und Schrödinger zum ersten Mal las, war ich verblüfft, dass Leute von diesem Gewicht die radikale neue Position der Quantenphysik nicht akzeptieren wollten. Schrödinger hätte gerne - so wie Albert Einstein auch - einen realistischeren Weltbegriff gerettet. Dies hat sich zwar als unmöglich herausgestellt, jedoch gäbe es ohne diese Diskussionen das Gebiet der Quanteninformation gar nicht. Denn erst durch diese Diskussionen sind Experimente angeregt worden, die sich einerseits als ganz zentral für die Ideen von Quantenteleportation oder den Quantencomputer herausgestellt haben. Andererseits konnte erst dadurch die fundamentale Position, der Einstein und Schrödinger noch anhingen, als unhaltbar verworfen werden.

STANDARD: Viele Quantenphysiker sind, so wie Schrödinger und auch Sie, an philosophischen Fragen interessiert. Ist das Zufall oder Notwendigkeit?

Zeilinger: Das ist definitiv kein Zufall. Wenn man sich das ideengeschichtlich ansieht, dann sind die modernen Gebiete der Physik - also die Relativitätstheorie und die Quantenphysik - von Wissenschaftern begründet worden, die sich sehr grundsätzlich mit philosophischen Fragen beschäftigt haben. Einstein sagte zum Beispiel, dass für ihn bei der Entwicklung der Relativitätstheorie in erster Linie die philosophische Analyse der Begriffe Raum und Zeit in der Mechanik von Ernst Mach wichtig war. Ich persönlich bin überzeugt, dass das Interesse an philosophischen Grundfragen notwendig ist, um den nächsten wirklichen Durchbruch in der Physik zu schaffen.

STANDARD: Gibt es eigentlich eine direkte Verbindung zwischen Schrödinger und der Tatsache, dass Österreich heute in der Quantenphysik eine international so wichtige Rolle spielt?

Zeilinger: Ich habe eine interessante Beobachtung an mir selbst gemacht: Als ich 1977 ans MIT, das Massachusetts Institute of Technology kam, ging mir eines ab: Das Interesse an diesen fundamentalen Fragestellungen. Das ist etwas sehr Europäisches und womöglich ganz besonders in Wien vorhanden. Zu Schrödingers Zeiten ist man als Forscher damit jedenfalls aufgewachsen - und heute hoffentlich auch noch. Das bedeutet aber nicht, dass man eine durchgehende Verbindung von Schrödinger bis heute erstellen kann, wer was von wem gelernt hat. Aber womöglich gibt es - analog zum Zeitgeist - so etwas wie einen Ortsgeist.

STANDARD: Das Wissenschaftsmagazin Science hat eine "Quantenmaschine" zur wichtigsten Errungenschaft des Jahre 2010 erklärt, eine Art "kleiner" Schrödinger-Katze. Anscheinend tut sich in Ihrem Feld gerade besonders viel?

Zeilinger: Eines der Ziele der Quantenphysik ist, an möglichst großen Objekten Quantenphänomene nachzuweisen - aus Neugierde und dann aber auch vielleicht einmal, um das anzuwenden. In Wien haben wir diese Forschungen ganz wesentlich mitangestoßen. Den Begriff Quantenmaschine halte ich allerdings für etwas verfrüht, und man sollte etwas erst dann Schrödingers Katze nennen, wenn es miau macht. Das ist schon ein Unterschied, ob ich ein komplexes lebendes System in eine Quantenzustand bringen oder einen kleinen Hebel.

STANDARD: Und wie sieht es mit Anwendungen aus?

Zeilinger: Bevor ich dazu etwas sage, möchte ich allerdings schon auch auf eine Beobachtung hinweisen, die ich selbst immer wieder bei öffentlichen Vorträgen mache: Die Frau und der Mann von der Straße sind viel mehr an fundamentalen Fragen interessiert als an den Anwendungen. Wenn wir von technischen Anwendungen reden, dann scheint mir klar, dass unsere Informationstechnologie früher oder später überwiegend auf Quantentechnologien aufbauen wird. Die Grundprinzipien sind so einfach, dass sie nach einer Umsetzung schreien. Und in zwanzig Jahren sind wird dort.

STANDARD: Wie sieht es mit den Anwendungen der von Ihnen mitentwickelten Quantenkryptografie aus?

Zeilinger: Die wäre im Prinzip so weit, eingesetzt zu werden. Allerdings hat sie noch zwei Probleme: Bis jetzt sind die Entfernungen auf die Ausmaße einer typischen Großstadt beschränkt. Und zweitens ist die Datenrate noch nicht besonders hoch. Das sind wahrscheinlich nur technische Fragen. Man weiß es noch nicht.

STANDARD: Wie sehen Sie die forschungspolitische Lage in Österreich insgesamt? Zurzeit scheint es so, als würde die Politik nicht allzu sehr an Wissenschaft interessiert sein - womöglich, weil das laut Umfragen nicht so viel Stimmen bringt.

Zeilinger: Ich halte es für einen Fehler, dass die Politik so stark Umfrage getrieben ist. In meinen Augen wäre es die Aufgabe unserer Politiker, sich hinzustellen und zu sagen, wie wichtig Grundlagenforschung ist, um langfristig die technologische und wirtschaftliche Zukunft unseres Landes zu sichern. Wir stehen heute einfach vor der Frage, ob wir für reiche Chinesen und Inder Fremdenverkehrsland werden, oder technologisch auf eigenen Beinen stehen wollen. Wenn wir in dem Bereich mithalten wollen, dann müssen wir heute die jungen Leute in Grundlagenforschung ausbilden, anders geht das nicht.

STANDARD: Sie sind der Vater oder besser: Erfinder des IST Austria in Klosterneuburg, das seit einiger Zeit seinen Betrieb aufgenommen hat. Wie schätzen Sie die bisherige Entwicklung des IST ein?

Zeilinger: Das IST rückt jetzt zum Glück aus dem Schatten jener politischen Probleme heraus, die es zu Beginn gab. Einige Berufungen der letzten Zeit waren wirklich gut, und damit ist das Institut auf Schiene. Es ist auch gut, dass es da eine Konkurrenzsituation zu den Unis gibt. Entscheidend ist aber, dass es Forscher hier wie dort die gleichen Möglichkeiten haben, an Forschungsgelder zu kommen. Da muss man bei den Unis wohl etwas nachbessern. (Klaus Taschwer/DER STANDARD, Printausgabe, 04.01.2011)


Anton Zeilinger (64) ist Österreichs wohl bekanntester Physiker. Er forscht als Professor für Experimentalphysik an der Uni Wien und als Ko-Direktor des Instituts für Quantenoptik und Quanteninformation (IQOQI) der ÖAW. Zeiliger ist Träger zahlreicher internationaler Auszeichnungen wie der Isaac-Newton-Medaille oder des Wolf-Preises (2010).

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    Anton Zeiliger ist sicher, dass Informationstechnologie früher oder später auf Quantentechnologien aufbauen wird.

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