Exkursion ins IBM Quantum Lab

Im Dezember 2022 nahmen wir unter Anordnung unseres Physiklehrers zum vierten Mal am "Physik im Advent"-Wettbewerb teil; mit einem Gewinn rechnete aber niemand. Umso grösser war also die Überraschung, als unser Physiklehrer den Gewinn verkündete: eine Exkursion ins IBM Quantum Lab in Rüschlikon, Zürich. Der Termin für die Reise stand schnell fest: Donnerstag 23. März 2023.

Nach einer fast reibungslosen Reise taten wir unseren ersten Schritt ins Quantenlabor. Herr Andreas Fuhrer leitete eine informative Einführung im Auditorium: Quantenphysik bedarf nun mal ein bisschen Vorwissen.

Die IBM beschäftigt sich unter anderem mit der Entwicklung des Quantencomputers. Trotz der auffälligen medialen Präsenz dieses Begriffs war unserer Klasse die Funktionsweise des neuartigen Rechners noch fremd. Der Quantencomputer zeichnet sich durch eine abstrakte Rechenweise aus. Statt der seriellen Verarbeitung von Daten eines traditionellen Rechners ist dieser nämlich im Stande, mehrere Rechnungen zur gleichen Zeit durchzuführen. Dies ist auf die Bestandteile des Quantencomputers zurückzuführen: Die Qubits können nämlich zwei Zustände gleichzeitig einnehmen. Im Kontrast dazu steht das traditionelle Binärsystem, dessen Bits einzig den Zustand 1 oder 0 einnehmen können. Weiter wurden wir in die Chipherstellung eingeführt, wobei uns insbesondere die Lithografie als Methode vorgestellt wurde. Dank diesem Verfahren können komplexe Bahnenwerke für die Qubits auf kleinste Flächen angebracht werden. Das fertige Produkt nimmt knapp die Fläche einer Münze ein. Der Schluss, dass der daraus resultierende Computer ebenfalls wenig Platz einnimmt, ist dennoch nicht wahrheitsgetreu. Grund dafür ist nicht der Chip, sondern der riesige Kühler, der die Temperatur auf -273°C hält, was unsere Neugier noch mehr weckte. An die Präsentation schloss eine nette Zwischenverpflegung, welche unserer Energiereserven für die anstehende Besichtigung bereitstellte. Der theoretische Block wurde mit der Einteilung unserer Klasse in drei Gruppen endgültig für abgeschlossen erklärt.

Es wurde uns einen Einblick in die unterschiedlichen Stationen der Entwicklung des Quantencomputers gewährt. In einem unscheinbar wirkenden Raum sahen wir ein Gerät, dessen Namen bereits im Unterricht gefallen war, aber von welchem wir noch keine konkrete Vorstellung besassen: das Elektronenmikroskop. Im Visier stand der Körper einer metallisch überzogenen Biene. Die Vorbehandlung sei notwendig für die Betrachtung von organischem Material unter einem Elektronenmikroskop, erläuterte der Experte. Wir beobachteten das Tier im Mikrometerbereich und nahmen einzelne Körperteile unter die Lupe. Wobei aber Lupe definitiv der falsche Begriff ist: Beim Elektronenmikroskop wendet man nämlich von der Optik fremde Techniken an.

Beeindruckt waren wir ebenfalls vom Noise-Cancelling-Raum. Diese Räumlichkeit ist so gebaut, dass Geräusche und Vibrationen aus der Aussenwelt nicht ins Innere des Raumes gelangen: eine Notwendigkeit für genauste Experimente.

Auch von den anderen Stationen nahmen wir viele Eindrücke mit auf die Rückreise mit. Dazu noch ein Andenken: Eine Medaille, die uns noch lange an diesen Tag erinnern wird.

Céline Lombardi, Serena Nerone Klasse 6A