„Die Quantentheorie macht Vorhersagen, die dem gesunden Menschenverstand zu widersprechen scheinen: Wie kann sich ein Teilchen gleichzeitig entlang verschiedener Pfade bewegen? Wie können „verschränkte“ Teilchen über beliebige Distanzen perfekt synchronisiert sein?

Dennoch sind diese unmöglich klingenden Phänomene inzwischen experimentell nachgewiesen. Heute stehen wir wahrscheinlich am Anfang einer spannenden Epoche, in der die technische Nutzung dieser Quanteneffekte beginnt.

Die Quanteninformationstheorie erforscht die Frage, wie Quantensysteme zur Informationsverarbeitung genutzt werden können. Ein Quantencomputer etwa könnte die heutigen besten Verschlüsselungsverfahren effizient knacken, für die ein gewöhnlicher Computer mehrere tausend Jahre arbeiten müsste! Andererseits könnte mit Quantenkryptographie Kommunikation absolut abhörsicher verschlüsselt werden...“

– Kursbeschreibung des Kurses Q.1

Endlich Sommerferien! Es wird Zeit zum Chillen, Eis essen, ins Freibad gehen, für den Urlaub… oder aber auch für ein achttägiges digitales Seminar zur Quanteninformationstheorie auf dem Niveau von Master-Vorlesungen.

Vielleicht auf den ersten Blick nicht für jeden der ideale Zeitvertreib in den Ferien, war man jedoch einmal dabei, würde man am liebsten ständig wieder aufs Neue mitmachen.

Organisiert wird das Ganze im Rahmen der sogenannten „Deutschen SchülerAkademie“ für deutsche Jugendliche weltweit.

Die Deutsche SchülerAkademie bietet als Kernelement jährlich im Sommer verschiedene meist 16-tägige Präsenz-Akademien an verschiedenen Standorten in Deutschland an. Jede Akademie besteht dabei aus sechs thematisch teils völlig verschiedenen Kursen, mit jeweils 16 Teilnehmenden und zwei Kursleitern. Teilnahmeberechtigt sind Schüler der vorletzten zwei Jahrgangsstufen an Schulen, die zur allgemeinen Hochschulreife führen.

Die Schüler werden entweder von ihrer Schule empfohlen oder qualifizieren sich durch die erfolgreiche Teilnahme an bestimmten bundesweiten Schülerwettbewerben. Aus Kapazitätsgründen kann jedoch nur ein gewisser Teil der Bewerber angenommen werden.

Jeder Schüler kann grundsätzlich nur einmal am Programm teilnehmen. Während der Akademien arbeiten die Jugendlichen in Kursen zu verschiedenen wissenschaftlichen Themen auf Universitätsniveau zusammen, wobei thematisch natur-, ingenieur-, geistes-, rechts- und wirtschaftswissenschaftliche, sowie musisch-künstlerische Bereiche abgedeckt werden.

Darüber hinaus besteht außerhalb der Kurszeiten die Möglichkeit der Teilnahme an von den Teilnehmenden selbst organisierten kursübergreifenden Aktivitäten – sogenannten „KüAs“.

Bereits im vorletzten Schuljahr wurde ich von unserer damaligen Schulleitung für eine Teilnahme an einem Kurs der Deutschen SchülerAkademie vorgeschlagen. Nachdem ich das Bewerbungsverfahren erfolgreich bestanden hatte, führte ich meine nach Favoriten sortierte Kurswahl durch, hatte in dem anschließenden durch Kapazitäten bedingten Losverfahren jedoch leider kein Glück. Allerdings wurde mir eine Teilnahme im darauffolgenden Jahr garantiert, was schließlich auch geklappt hat.

In diesem Jahr gab es neben den regulären Präsenz-Akademien auch eine „nur“ achttägige „Digitale QuantenAkademie“, die mich direkt angesprochen hat. Sie setzte sich aus insgesamt vier Kursen zusammen, die allesamt die Quantentheorie entweder naturwissenschaftlich oder philosophisch behandelten.

Ich entschied mich letztendlich für den ersten und interessantesten dieser Kurse – Q.1 Quanteninformationstheorie.

Bevor der Online-Kurs jedoch starten konnte, galt es noch, Einiges vorzubereiten. So wurden wir etwa mit der Bedienung von Microsoft Teams, SharePoint, einer hauseigenen Website usw. vertraut gemacht. Dazu wurde uns auch noch ein 35-seitiges Vorbereitungsskript mit Einführungen und Aufgaben zu mathematischen Grundbegriffen, der Geschichte und Bedeutung der reellen Zahlen, den komplexen Zahlen sowie der Exponentialfunktion und Polardarstellung komplexer Zahlen übermittelt, das wir zu bearbeiten und unsere Lösungen mithilfe der Programmiersprache „LaTeX“ ein- sowie abzugeben hatten.

Die Akademie begann schließlich mit einer kursübergreifenden gemeinsamen Einführungsveranstaltung am Mittwochabend der ersten Ferienwoche. Die folgenden drei Tage waren mit tagesfüllenden Vorlesungen gefüllt. Die Kurszeit ging von 9:00 Uhr morgens bis 17:00 Uhr abends, die KüAs begannen wieder um 18:30 Uhr und gingen bis offiziell 22:00 Uhr, wobei sie in Wirklichkeit gerne mal bis spät in die Nacht oder den kommenden frühen Morgen reichten.

Der Sonntag war ein etwas besonderer Tag. Als Mitte des Akademiezeitraums, sollte hier mithilfe einer „Quanten-Rallye“ ein wenig Abwechslung von dem rein theoretischen Inhalt geboten werden.

Am Montag stand eines der Highlights an: eine digitale Exkursion zu IBM, bei der uns in Form eines Livestreams die aktuelle Forschungsarbeit und Entwicklungsstände der IBM Quantencomputer vorgestellt sowie in einem anschließenden Workshop Grundlagen des Open-Source-Programmierens auf den Quantencomputern beispielsweise in New York erklärt wurden.

Die restlichen drei Tage beschäftigten wir uns in unserem Kurs, an den IBM Vortrag anknüpfend, mit der praktischen Anwendung der Quanteninformationstheorie, z.B. über den Deutsch-Jozsa oder Shor-Algorithmus.

Den Abschluss bildete ein „Bunter Abend“ am zweiten Mittwochabend, an welchem in einem unterhaltsamen Programm die Ergebnisse und Erlebnisse der KüAs und Kurszeiten im Laufe der Woche vorgestellt wurden.

Am darauffolgenden Tag endete nun schließlich eine aufregende, abwechslungsreiche Woche voller Input, Spaß und Action auf emotionale Weise über mehrere Stunden verteilt, mit viel Musik, rekapitulierenden Videoclips über die Akademie, Verabschiedungen usw.

Hoch anzurechnen ist es den Teilnehmenden und Kursleitern außerhalb Deutschlands, die trotz der teils enormen Zeitverschiebung standhaft und aktiv mitgewirkt hatten! So hatten wir nämlich auch deutsche Teilnehmer bzw. Kursleiter unter anderem aus Kolumbien, Namibia, Schweden, Finnland, Spanien, Australien und Japan.

Alle Teilnehmenden werden nun automatisch in den „CdE“, den „Club der Ehemaligen“ aufgenommen, welcher Ähnliches anbietet wie die Deutsche SchülerAkademie, jedoch nur für ehemalige Teilnehmende solcher Akademien.

Zum Schluss möchte ich mich noch bei unserer damaligen sowie heutigen Schulleitung, und dabei insbesondere bei Frau Ziese und allen anderen beteiligten Lehrkräften bedanken, die mir durch Vorschlag bei der DSA und entsprechende Empfehlungsschreiben diese tolle und einmalige Erfahrung überhaupt erst ermöglicht haben!

Ich kann jedem, der die Gelegenheit zur Teilnahme an der DSA hat, dies nur wärmstens empfehlen. 

Dennis Schäfer, JG2