Die neue Quanten-Technologie bringt radikale sozialökonomische, geopolitische und militärische Veränderungen mit sich. Länder, die über Quantencomputer verfügen, werden über eine Macht verfügen, die mit der jener Atommächte nach dem Zweiten Weltkrieg vergleichbar ist.

Der Quantencomputer funktioniert auf der Grundlage der seltsamen physikalischen Eigenschaften quantenmechanischer Phänomene und – während er in wenigen Sekunden Berechnungen abschließt, für die ein digitaler Computer Tausende von Jahren benötigen würde – macht er selbst den leistungsstärksten herkömmlichen Supercomputer obsolet und veraltet. Es ist ein so revolutionärer Durchbruch wie der erste Flug der Gebrüder Wright im Jahr 1903. Der Q-Tag rückt näher! Eine ganz neue Ära für unsere Wirtschaft und Lebensweise hat bereits begonnen.

• Wie funktioniert dieses Meisterwerk der Technologie?
• Wie simuliert es gleichzeitig Tausende von Zuständen und geht den existentialen Herausforderungen der Menschheit nach, wie dem Klimawandel, der Künstlichen Intelligenz und Nuklearwaffen?
• Wie enträtselt es biologische Prozesse, die natürliches, günstiges Dünger produzieren, wodurch die Nahrungsmittelvorräte für die wachsende Bevölkerung unseres Planeten vervielfacht werden?
• Wie verarbeitet es flüssige Biopsien und entwirft neue Antibiotika, mit dem Ziel, die Behandlung von Alzheimer, Parkinson und unheilbaren Krebsformen zu beschleunigen?
• Wie überwacht es ein globales Netzwerk medizinischer Geräte und Sensoren, um eine rechtzeitige Reaktion auf die Ausbreitung eines neuen tödlichen Virus zu gewährleisten?
• Wie erreicht es die wirtschaftliche Funktionsweise von Fusionsreaktoren, was zu einer Bereitstellung von sauberer, kostengünstiger Energie für die Gesellschaft führt?
• Wie wird unsere digitale Privatsphäre gewahrt und gleichzeitig die Inklusion in das neue Zeitalter der „Quantenüberlegenheit“ sichergestellt?

Das rasante Rennen um die Errichtung der Quantenüberlegenheit nimmt die Form eines erbitterten Investitionswettbewerbs zwischen Technologiegiganten an, wobei bereits die transformative Kraft der Quanteninformatik in den Produkten multinationaler Unternehmen der Luft- und Raumfahrt,Automobilindustrie, Waffen, Sicherheit, Banken, Telekommunikation und Netzwerke genutzt wird. Die Funktionsweise und die enorme Rechenleistung der Quantenprozessoren basieren auf dem rätselhaften, aber absolut physikalischen Phänomen der „Quantenverschränkung“. Dies ist eine Realität, die der Intuition widerspricht und von „unheimlichen“ physikalischen Gesetzmäßigkeiten regiert wird.

„Michio Kaku erklärt mit bewundernswerter Anschaulichkeit die beeindruckenden Möglichkeiten der Quantenüberlegenheit. Seine Begeisterung ist ansteckend, und sein neuestes Buch ist der wichtigste und aufschlussreichste Führer zu diesem aufregenden Wendepunkt unserer technologischen Zukunft“. Kirkus Reviews

INHALT
Teil 1
DER AUFSTIEG DER QUANTENCOMPUTER
Das Ende der Silizium-Ära
Quantenüberlegenheit • Das Ende des Moore’schen Gesetzes • Warum sind sie so mächtig? • Hindernisse der Quantencomputer • Revolutionierung der Wirtschaft • Weitere Anwendungen der Quantencomputer • Nahrung für den Planeten • Geburt der Quantenmedizin
Das Ende der digitalen Ära
Quantencomputer: die ultimative Simulation • Babbage und die Differenzmaschine • Sind die Mathematiken vollständig? • Alan Turing, der Pionier der Informatik • Computer im Krieg • Turing und die Schaffung der Künstlichen Intelligenz
Der Aufstieg der Quanten
Die Geburt der Quantenmechanik • Die Geburt der Wellen-Gleichung • Das Quantenatom • Wellen der Wahrscheinlichkeit • Die Katze von Schrödinger • Mikrokosmos gegen Makrokosmos • Verschränkung • Die Tragödie des Krieges
Die Morgenröte der Quantencomputer
Die Geburt des Transistors • Ein Genie in Aktion • Die Geburt der Nanotechnologie • Der Wegintegral von Feynman • Quanten-Weg-Summen • Die Quanten-Turing-Maschine • Parallele Universen • Viele Welten • Die vielen Welten von Everett • Wiedergeburt der parallelen Universen • Parallele Universen in unserem Wohnzimmer • Zusammenfassung der Quantenmechanik • Das bahnbrechende Werk von Shor • Den Shor-Algorithmus besiegen • Internet mit Laseranwendung
Das Rennen hat begonnen
Supraleitender Quantencomputer • Ionenfalle-Quantencomputer • Photonik-Quantencomputer • Silizium-Photonik-Computer • Topologische Quantencomputer • D-Wave Quantencomputer
Teil 2
DIE QUANTENCOMPUTER UND DIE GESELLSCHAFT
Der Ursprung des Lebens
Zwei Schnitte • Was ist Leben? • Physik und Biotechnologie • Drei Phasen der Biotechnologie • Das Paradoxon des Lebens • Computational Chemistry und Quantenbiologie
Die Welt grün machen
Die Quantenmechanik der Photosynthese • Künstliche Photosynthese • Das künstliche Blatt
Nahrung für den Planeten bereitstellen
Überbevölkerung und Hunger • Wissenschaft für Krieg und Frieden • ATP: die Batterie der Natur • Katalyse: die Abkürzung der Natur
Energie für die Welt bereitstellen
Solarrevolution? • Die Geschichte der Batterie • Die Lithium-Revolution • Über Lithium-Ionen-Batterien hinaus • Die Automobilindustrie und Quantencomputer
Teil 3
QUANTENMEDIZIN
Quanten-Gesundheit
Das Auftreten von antibiotikaresistenten Mikroben • Wie Antibiotika wirken • Die Rolle der Quantenmedizin • Tödliche Viren • Die Covid-Pandemie • Frühwarnsystem • Entschlüsselung des Immunsystems • Der Omikron-Virus • Die Zukunft
Genbearbeitung und Krebsbehandlung
Flüssige Biopsien • Krebs riechen • Immuntherapie • Das Paradoxon des Immunsystems • CRISPR • Das Paradoxon von Peto
Künstliche Intelligenz und Quantencomputer
Maschinenlernen • Das Common-Sense-Problem • Proteinfaltung • Geburt der Computerbiologie • Prionen und unheilbare Krankheiten • „Gute“ und „schlechte“ Varianten des Amyloid-Proteins • ALS • Parkinson-Krankheit
Unsterblichkeit
Das zweite Gesetz der Thermodynamik • Was ist Altern? • Vorhersagen, wie lange wir leben können • Das biologische Zeitmessgerät neu einstellen • Kalorieneinschränkung • Der Schlüssel zum Altern: DNA-Reparatur • Zellen neu programmieren für Jugendlichkeit • Das Geschäft des menschlichen Körpers • Gewebeengineering • Die Rolle der Quantencomputer • Digitale Unsterblichkeit
Teil 4
MODELLIERUNG DER WELT UND DES UNIVERSE
Globale Erwärmung
CO2 und globale Erwärmung • Vorhersagen für die Zukunft • Methan als Treibhausgas • Folgen für das Militär • Polarwirbel • Was tun? • Quantencomputer und Wetter Simulation • Unsicherheiten
Die Sonne in einer Flasche
Warum leuchtet die Sonne? • Die Vorteile der Fusion • Bau eines Fusionsreaktors • Warum zögern wir? • ITER • Konkurrenzprojekte • Lasersfusion • Probleme mit der Fusion • Quantenfusion
Das Universum simulieren
Tödliche Asteroiden • Exoplaneten • Aliens im Weltraum? • Entwicklungsprozess von Sternen • Das Carrington-Ereignis • Gammastrahlen-Ausbrüche • Schwarze Löcher • Dunkle Materie • Das Standardmodell der Teilchen • Über das Standardmodell hinaus • Stringtheorie • Quantencomputer könnten den Schlüssel liefern
Ein Tag im Jahr 2050
Epilog
Quantenrätsel:
Hatte Gott eine Wahl? • Das Universum als Simulation • Parallele Universen • Ist das Universum ein Quantencomputer?

Dank
Anmerkungen
Bibliografie – Bilder
Stichwortverzeichnis
Ein paar Worte über den Autor