Gründungsprofessorin Beatrix Hiesmayr. | © IT:U
Quantenphysik gilt als Schlüsseltechnologie der nächsten Jahrzehnte – mit konkreten Anwendungen von der Krebsdiagnostik bis zur Cybersicherheit. Wie nah diese Zukunft bereits ist, zeigten die Gründungsprofessorinnen Beatrix Hiesmayr und Johanna Ullrich bei ihrer Antrittsvorlesung an der Interdisciplinary Transformation University (IT:U).
Im Zentrum steht dabei die sogenannte „zweite Quantenrevolution“: Statt theoretischer Grundlagen rückt die praktische Nutzung quantenphysikalischer Effekte in den Fokus. „Das ist eine neue Ressource, jetzt geht es um die Frage, wie wir sie einsetzen“, erklärt Hiesmayr.
Quantenphysik für präzisere Diagnosen
Ein konkretes Anwendungsfeld ist die medizinische Bildgebung. Hiesmayr arbeitet mit einem internationalen Forschungsteam an Verfahren, die bestehende Technologien wie PET-Scanner weiterentwickeln sollen. Ziel ist es, mithilfe quantenphysikalischer Methoden zusätzliche Informationen sichtbar zu machen.
„Das könnte Ärztinnen und Ärzten mehr Indikatoren geben und damit eine frühere Erkennung von Krankheiten wie Krebs ermöglichen“, sagt Hiesmayr. Perspektivisch könnten solche Systeme auch kostengünstiger werden und breiter zum Einsatz kommen.
Neue Risiken für digitale Infrastrukturen
Parallel dazu rückt die Sicherheit digitaler Systeme in den Fokus. Johanna Ullrich analysiert Schwachstellen moderner Infrastrukturen – von Kommunikationsdiensten bis hin zu kritischen Versorgungsnetzen.
„Wir fragen, ob ein System etwas tun kann, das es nicht sollte. Sicherheit lässt sich nur schwer beweisen, ist aber essenziell“, so Ullrich. Schon der Ausfall zentraler Dienste könne „Institutionen und Infrastrukturen schlagartig lahmlegen“.
Besondere Aufmerksamkeit gilt dabei auch vermeintlich sicheren Anwendungen: Selbst verschlüsselte Messenger wie WhatsApp oder Signal seien über Metadaten angreifbar. Aus Nutzungs- und Zeitmustern könnten Rückschlüsse auf Netzwerke und Verhalten gezogen werden.
Mehrschichtige Sicherheit als Ansatz
Als Gegenstrategie plädiert Ullrich für sogenannte Defense-in-Depth-Ansätze – also mehrstufige Sicherheitskonzepte, bei denen mehrere Schutzmechanismen parallel wirken. Gleichzeitig warnt sie vor einer zu starken Abhängigkeit von internationalen Technologieanbietern.
Die Forschung zeigt damit zwei Seiten derselben Entwicklung: Während Quantenphysik neue Möglichkeiten in Medizin und Kommunikation eröffnet, steigen zugleich die Anforderungen an Sicherheit und Resilienz digitaler Systeme.