Mit Tusche und Feder in die Welt der Quanten

Jena / 20. März 2023

An den Quantentechnologien kommt die IT-Sicherheit der Zukunft nicht mehr vorbei. Dennoch fragen sich viele Menschen: Quanten… bitte was?! Was ist das und wozu brauchen wir sie? Im Rahmen der Nationalen Konferenz IT-Sicherheitsforschung rief das Bundesministerium für Bildung und Forschung daher zu einem Wettbewerb auf: Gesucht wurden Ideen, wie Quantentechnologien sich in kreativen und humorvollen Karikaturen darstellen lassen. Für ihren gemeinsamen Beitrag wurden Johannes Kretzschmar von der Friedrich-Schiller-Universität Jena sowie Dr. Falk Eilenberger und Dr. Thorsten Goebel vom Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF ausgezeichnet.

Mit den Karikaturen sollen die fachlichen Hintergründe, gesellschaftlichen Aspekte sowie technologischen Lösungsansätze der IT-Sicherheitsforschung verständlich und mit einem Augenzwinkern für die breite Öffentlichkeit illustriert werden. Die von Kretzschmar, Eilenberger und Goebel eingereichte Idee widmet sich dabei speziell der Übertragung von Quanteninformationen. Diese ist grundsätzlich herausfordernd, ganz besonders aber auf dem sogenannten »letzten Meter«, also der Übertragung der Quanteninformation bis zum Endnutzer. Die Karikatur nach einer Idee der Jenaer Wissenschaftler soll auf humoristische Weise diese Übermittelung der Quantenzustände bis zum Empfänger verbildlichen.

Die Gewinner-Karikatur des Ideenwettbewerbs:
Ein quantengesichertes Datenpaket, illustriert von Erik Liebermann nach einer Idee von Johannes Kretzschmar, Dr. Falk Eilenberger und Dr. Thorsten Goebel.

Ein quantengesichertes Datenpaket

In der Darstellung ist zu sehen, wie ein Postbote ein Paket mit einem Quantenzustand dem Nutzer überbringt. Unter Physikerinnen und Physikern wie auch in populärwissenschaftlichen Darstellungen wird für die Übertragung dieses Quantenzustandes häufig das berühmte Sinnbild von »Schrödingers Katze« verwendet: Das Gedankenexperiment, das erstmals vom Physiker Erwin Schrödinger (1887 - 1961) formuliert wurde, geht dabei davon aus, dass der Zustand eines Objektes – in diesem Fall eine Katze – erst durch das Öffnen eines Paketes bestimmt werden kann. In der Wissenschaft entspricht dieser Moment, in dem das Paket geöffnet wird, einer Messung im Quantensystem. Solange das Paket in diesem Gedankenspiel noch ungeöffnet ist, kommt es zu einer Überlagerung zweier Zustände: Die Katze ist zugleich tot und lebendig.

Die Karikatur soll diesen komplexen Sachverhalt des überlagerten (Quanten-)Zustandes in einer vereinfachten, anschaulichen Weise darstellen. Zusätzlich verbildlicht das Versenden einzelner Pakete, wie umständlich und herausfordernd die Anbindung an den Endnutzer sein kann.

Illustration von Künstler Erik Liebermann

Die Ideen für die Karikaturen konnten im Vorfeld der Nationalen Konferenz IT-Sicherheitsforschung beim BMBF eingeschickt werden. Aus den insgesamt 31 Einreichungen traf eine interdisziplinäre Fachjury unter Beratung des professionellen Karikaturisten Erik Liebermann eine Vorauswahl. Im Ergebnis wurden zwölf Ideen von Liebermann neu illustriert und im Rahmen der Konferenz vom 13. bis 15. März in Berlin ausgestellt. Die Besucherinnen und Besucher konnte anschließend ihren Publikumsliebling wählen – und entschieden sich für die humorvolle Idee der Forscher aus Jena.