Hundert Jahre Quantenmechanik: Von Heisenberg zum Hochleistungschip
13:00–15:00 Uhr
Rathaus Friedrichshagen, Historischer Ratssaal, Bölschestr. 87, 12587 Berlin
Die Sitzung findet als Hybrid-Veranstaltung (Präsenz und Zoom) statt.
Zoom-Link: https://tu-darmstadt.zoom-x.de/j/64939188761?pwd=e991NIPwRDfuUTLZxtTbdGpWDzYDKJ.1
Meeting-ID: 649 3918 8761
Abstract:
In seinem Buch „Der Teil und das Ganze“ schreibt Werner Heisenberg über das seiner Ansicht nach zentrale physikalische Problem zum Zeitpunkt seines Studienanfangs im Jahre 1920: „Wenn man sich den materiellen Körper, zum Beispiel das Wasser, als aus Atomen zusammengesetzt denkt – und die Chemie macht ja von dieser Vorstellung erfolgreich Gebrauch – so würden die Bewegungsgesetze, die wir als Newtonsche Mechanik in der Schule gelernt haben, niemals zu Bewegungen der kleinsten Teile von einem solchen Stabilitätsgrad führen können.“ Durch die Quantengesetze, für die Heisenberg im Jahre 1932 den Nobelpreis erhielt, lässt sich die Stabilität der Materie anschaulich unter Rückgriff auf die Unschärferelation erklären. Unser Gehirn ist ebenfalls eine Zusammensetzung der von Heisenberg dargestellten Form, welche klassisch nicht existieren könnte. Wie sieht eine Technologie aus, mit der künstliche Intelligenz darstellbar ist? In entsprechenden Halbleiterchips liegt kein Netzwerk von Neuronen vor wie im Gehirn, sondern ein regelmäßiges Netzwerk von hunderten Milliarden von Transistoren, in dem logische Funktionen implementiert sind. Aufgrund dieses extremen Integrationsgrades sind die beteiligten sogenannten Nanotransistoren so klein, dass für ein Verständnis der ihnen innewohnenden Prozesse die Quantengesetze entscheidend sind. Wichtige Fragen sind: Wie ist der Energieverbrauch der Quantenprozesse? Wie schnell sind sie, wie zuverlässig sind sie? Bei Quantenprozessen spielt fundamental immer der Zufall eine Rolle. Was passiert, wenn ich ein gigantisches Netzwerk von Nanotransistoren habe? Macht der bei jedem Einzelprozess inhärente Zufall das Netzwerk unvorhersagbar? Oder kann ich, wie in einem Quantencomputer, sogar versuchen, das durch den Zufallsprozess entstehende Geflecht von Parallelwelten auszunutzen, um noch schneller zu sein?
Vita: Ulrich Wulf studierte von 1980 bis 1987 Physik an der Universität Hamburg und war von 1987 bis 1991 Doktorand und wissenschaftlicher Mitarbeiter am Max-Planck-Institut für Festkörperforschung in Stuttgart in der Gruppe des Nobelpreisträgers Klaus von Klitzing. Von 1991 bis 1993 war er Postdoktorand an der Indiana University in Bloomington, Indiana (USA). Seit 1993 ist er Privatdozent an der Brandenburgisch Technischen Universität Cottbus/Senftenberg (BTU), 2007 erfolgte die Habilitation. Er ist heute am Lehrstuhl für Computational Physics an der BTU tätig. Seit mehr als 25 Jahren ist er in der Welt der Quantenelektronik bzw. der Nanoelektronik zu Hause. Die Grundlagenarbeit, die er dabei geleistet hat, vergleicht er selbst mit der Kartographie. Die Welt der Quanten muss gezeichnet, die Zeichnungen müssen immer wieder verbessert werden, nur dann kann der Mensch sich in dieser Welt zurechtfinden und radikale technische Fortschritte erreichen. Bei seiner Forschung rechnet er mit Millionstel Millimetern. Nanoelektronik wird die Halbleitertechnologie revolutionieren, davon ist Ulrich Wulf überzeugt. Seit 2024 ist Ulrich Wulf Mitglied der Leibniz-Sozietät der Wissenschaften zu Berlin e.V.
Ulrich Wulf (MLS)
Hundert Jahre Quantenmechanik: Von Heisenberg zum Hochleistungschip
13:00–15:00 Uhr
Rathaus Friedrichshagen, Historischer Ratssaal, Bölschestr. 87, 12587 Berlin
Die Sitzung findet als Hybrid-Veranstaltung (Präsenz und Zoom) statt.
Zoom-Link: https://tu-darmstadt.zoom-x.de/j/64939188761?pwd=e991NIPwRDfuUTLZxtTbdGpWDzYDKJ.1
Meeting-ID: 649 3918 8761
Abstract:
In seinem Buch „Der Teil und das Ganze“ schreibt Werner Heisenberg über das seiner Ansicht nach zentrale physikalische Problem zum Zeitpunkt seines Studienanfangs im Jahre 1920: „Wenn man sich den materiellen Körper, zum Beispiel das Wasser, als aus Atomen zusammengesetzt denkt – und die Chemie macht ja von dieser Vorstellung erfolgreich Gebrauch – so würden die Bewegungsgesetze, die wir als Newtonsche Mechanik in der Schule gelernt haben, niemals zu Bewegungen der kleinsten Teile von einem solchen Stabilitätsgrad führen können.“
Durch die Quantengesetze, für die Heisenberg im Jahre 1932 den Nobelpreis erhielt, lässt sich die Stabilität der Materie anschaulich unter Rückgriff auf die Unschärferelation erklären. Unser Gehirn ist ebenfalls eine Zusammensetzung der von Heisenberg dargestellten Form, welche klassisch nicht existieren könnte. Wie sieht eine Technologie aus, mit der künstliche Intelligenz darstellbar ist? In entsprechenden Halbleiterchips liegt kein Netzwerk von Neuronen vor wie im Gehirn, sondern ein regelmäßiges Netzwerk von hunderten Milliarden von Transistoren, in dem logische Funktionen implementiert sind. Aufgrund dieses extremen Integrationsgrades sind die beteiligten sogenannten Nanotransistoren so klein, dass für ein Verständnis der ihnen innewohnenden Prozesse die Quantengesetze entscheidend sind. Wichtige Fragen sind: Wie ist der Energieverbrauch der Quantenprozesse? Wie schnell sind sie, wie zuverlässig sind sie? Bei Quantenprozessen spielt fundamental immer der Zufall eine Rolle. Was passiert, wenn ich ein gigantisches Netzwerk von Nanotransistoren habe? Macht der bei jedem Einzelprozess inhärente Zufall das Netzwerk unvorhersagbar? Oder kann ich, wie in einem Quantencomputer, sogar versuchen, das durch den Zufallsprozess entstehende Geflecht von Parallelwelten auszunutzen, um noch schneller zu sein?
Vita:
Ulrich Wulf studierte von 1980 bis 1987 Physik an der Universität Hamburg und war von 1987 bis 1991 Doktorand und wissenschaftlicher Mitarbeiter am Max-Planck-Institut für Festkörperforschung in Stuttgart in der Gruppe des Nobelpreisträgers Klaus von Klitzing. Von 1991 bis 1993 war er Postdoktorand an der Indiana University in Bloomington, Indiana (USA). Seit 1993 ist er Privatdozent an der Brandenburgisch Technischen Universität Cottbus/Senftenberg (BTU), 2007 erfolgte die Habilitation. Er ist heute am Lehrstuhl für Computational Physics an der BTU tätig. Seit mehr als 25 Jahren ist er in der Welt der Quantenelektronik bzw. der Nanoelektronik zu Hause. Die Grundlagenarbeit, die er dabei geleistet hat, vergleicht er selbst mit der Kartographie. Die Welt der Quanten muss gezeichnet, die Zeichnungen müssen immer wieder verbessert werden, nur dann kann der Mensch sich in dieser Welt zurechtfinden und radikale technische Fortschritte erreichen. Bei seiner Forschung rechnet er mit Millionstel Millimetern. Nanoelektronik wird die Halbleitertechnologie revolutionieren, davon ist Ulrich Wulf überzeugt. Seit 2024 ist Ulrich Wulf Mitglied der Leibniz-Sozietät der Wissenschaften zu Berlin e.V.
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