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Ein schnell wachsendes Feld macht die extreme Zerbrechlichkeit von Quantenzuständen zum Vorteil, da winzige Störungen sie messbar verändern.

Wie heißt dieses Feld?

Quantensensorik
Quantensensoren nutzen, wie leicht Quantenzustände gestört werden, um Magnetfelder, Schwerkraft und Zeit mit außergewöhnlicher Präzision zu messen. Atomuhren, eine Art Quantensensor, bilden die Grundlage von GPS.

Quantensensorik ist das Feld, und es verwandelt das, was normalerweise eine Schwäche von Quantensystemen ist – extreme Empfindlichkeit gegenüber Störungen – in eine Stärke. Weil ein Quantenzustand durch eine außerordentlich kleine Veränderung seiner Umgebung gestört werden kann, etwa ein schwaches Magnetfeld, eine winzige Schwankung der Schwerkraft oder ein minimales Zeitintervall, nutzen Wissenschaftler sorgfältig präparierte Quantenzustände als Detektoren, die Veränderungen mit weit größerer Präzision registrieren, als es herkömmliche Instrumente erlauben.

Quantentunneln bezeichnet Teilchen, die Energiebarrieren durchqueren, die sie klassisch nicht überwinden dürften, und Quantenannealing ist eine Optimierungstechnik zum Finden energiearmer Lösungen für bestimmte Probleme; keines beschreibt, die Zerbrechlichkeit selbst als Funktionsprinzip eines Detektors zu nutzen.

Atomuhren, eine bekannte Art von Quantensensor, sind so präzise, dass GPS-Satelliten winzige relativistische Zeitunterschiede korrigieren müssen, die durch ihre Umlaufgeschwindigkeit und Höhe entstehen – ein Beleg dafür, wie empfindlich diese Instrumente sein können.

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