Quan­ten- und Nano­tech­no­lo­gie sind Inno­va­ti­ons­trä­ger der Zukunft. Neben sinn­vol­len Anwen­dun­gen ber­gen sie aber auch grund­sätz­li­che phi­lo­so­phi­sche Fra­gen im Hin­blick auf das mensch­li­che Bewusst­sein. Die Zukunfts­vi­sion der For­scher betrifft vor allem die mole­ku­lare Nanotechnologie.

Sci­ence-Fic­tion wird bald Wirk­lich­keit, wenn Quan­ten­phy­si­ker und Nano­tech­no­lo­gen wei­ter an ihren bahn­bre­chen­den Erfin­dun­gen arbei­ten. Wer hätte gedacht, dass Dinge wie Quan­ten-Tele­por­ta­tion („Bea­men“ im Raum­schiff Enter­prise-Jar­gon) oder mole­ku­lare Nano­tech­no­lo­gie, auf deren Basis man theo­re­tisch ganz neue Wel­ten erschaf­fen könnte, heute ernst­haft auf ihre Ein­satz­taug­lich­keit geprüft werden ?
Wenn­gleich Chef-Tele­por­tator Anton Zei­lin­ger aus­drück­lich dar­auf hin­weist, dass sein erfolg­rei­cher Ver­such, Pho­to­nen zu „bea­men“, auf diese beschränkt blei­ben wird, machen sich Sci­ence-Fic­tion-Freunde Hoff­nun­gen auf die Über­trag­bar­keit von Mate­rie. Das sei aber, so Zei­lin­ger, defi­ni­tiv nicht mög­lich. Viel­mehr sei die Über­tra­gung von Quan­ten­zu­stän­den (so die exakte Beschrei­bung sei­nes Expe­ri­ments) aber durch­aus sinn­voll ein­setz­bar, etwa im Betrieb von Quantencomputern.

Mehr Rechen­leis­tung
Ein Quan­ten­com­pu­ter unter­schei­det sich von her­kömm­li­chen Com­pu­tern durch die Ver­wen­dung soge­nann­ter Qubits, das sind Infor­ma­ti­ons­ein­hei­ten, die wesent­lich kom­ple­xere Infor­ma­tio­nen als Bits mit ihren Fak­to­ren 0 und 1 beschrei­ben kön­nen. Ein Quan­ten­com­pu­ter also – den es als sol­chen noch nicht gibt – könnte Pro­bleme und Anwen­dun­gen der Infor­ma­tik wesent­lich schnel­ler, effi­zi­en­ter und prä­zi­ser lösen. Dazu zählt der Ein­satz hin­sicht­lich Kryp­to­gra­fie­an­wen­dun­gen oder Arti­fi­cial Intel­li­gence. Neben der Infor­ma­tik erhof­fen sich auch Phy­si­ker und Che­mi­ker aus der Quan­ten­tech­no­lo­gie eine ganze Reihe von ver­wert­ba­ren Anwen­dun­gen. Zu die­sen gehö­ren vor allem neue Metho­den elek­tri­scher und ther­mi­scher Lei­tung. In der Atom- und Kern­phy­sik ist die Quan­ten­tech­no­lo­gie eine Basis zur Erklä­rung und Erfor­schung neuer Phä­no­mene und zum bes­se­ren Ver­ständ­nis ato­ma­rer und mole­ku­la­rer Phä­no­mene. Nicht zuletzt hat sich im Zuge der Quan­ten­dis­kus­sion auch eine inter­es­sante phi­lo­so­phi­sche Aus­ein­an­der­set­zung erge­ben, die vor allem darin begrün­det liegt, dass bei der Quan­ten­theo­rie die Bestim­mung des Zustan­des eines Teil­chens die nor­ma­len Erfass­bar­kei­ten der „her­kömm­li­chen“ Phy­sik über­schrei­tet und vor allem auch – um es noch kom­pli­zier­ter zu machen – vom Akt des Beob­ach­tens respek­tive vom ver­wen­de­ten Mess­ge­rät abhän­gig ist. Die­ses Phä­no­men ist am ehes­ten mit der para­do­xen rhe­to­ri­schen Frage Albert Ein­steins „Ist der Mond da, wenn wir nicht hin­se­hen?“ zu veranschaulichen.
Wenn der Zustand eines Teil­chens also nicht ein­deu­tig bestimm­bar ist, son­dern nur durch Wahr­schein­lich­keits­ver­tei­lun­gen, und außer­dem von der Mes­sung abhän­gig ist, stellt sich die Frage nach der rea­len Exis­tenz von Quan­ten­teil­chen und damit der Mate­rie an sich. Dar­aus ergibt sich wie­derum ein Wider­spruch zwi­schen der Wahr­neh­mung des mensch­li­chen Bewusst­seins und der phy­si­ka­li­schen Bestimm­bar­keit. Eine zufrie­den­stel­lende phi­lo­so­phi­sche Erklä­rung steht hier noch aus.

Umstrit­tene Nanobots
Die Welt der Nano­tech­no­lo­gie ist dage­gen phy­si­ka­lisch ein­deu­tig erfass­bar, auch wenn sie sich in unvor­stell­bar win­zi­gen Minia­tur­wel­ten abspielt. Die Grund­lage von Nano­tech­no­lo­gie ist die Ver­än­de­rung, Zusam­men­set­zung und Kon­struk­tion von Struk­tu­ren auf ato­ma­rer oder mole­ku­la­rer Ebene. Die Anwen­dun­gen rei­chen von Phy­sik und Che­mie bis zu Maschi­nen­bau, Medi­zin oder sogar Lebens­mit­tel­tech­no­lo­gie. Nano­tech­no­lo­gie wird heute bei der Zusam­men­set­zung von Farb­stof­fen, Beschich­tun­gen und Stof­fen ver­wen­det sowie bei beson­ders minia­tu­ri­sier­ten Bau­tei­len von Prozessoren.
Die Zukunfts­vi­sion der For­scher betrifft vor allem die mole­ku­lare Nano­tech­no­lo­gie, jene Wis­sen­schaft, die annimmt, dass man aus­ge­hend vom Nano­be­reich völ­lig neue Wel­ten auf­bauen kann. Vater die­ser Idee ist der US-For­scher Eric Drex­ler, der in etwas pla­ka­ti­ver Weise soge­nannte Nano­fa­bri­ken pro­pa­giert, in denen win­zig kleine Robo­ter (Nano­bots) damit beschäf­tigt sind, aus ein­zel­nen Ato­men und Mole­kü­len im Bau­kas­ten­sys­tem alles zusam­men­zu­set­zen, was man will. Eine spek­ta­ku­läre Idee, an der aber For­scher­kol­le­gen zweifeln.