aha-Jugendreporter Severin
Ein Quantencomputer ist ein sehr leistungsstarker Rechner. Er rechnet millionenfach schneller als jeder herkömmliche PC von heute. Das Ganze ist möglich, weil ein Quantencomputer anders als klassische Computer die abstrusen Gesetze der Quantenmechanik nutzt und darum unzählige Rechnungen gleichzeitig durchführen kann. Quantencomputer können so theoretisch viele Probleme der heutigen Informatik effizienter lösen, sie bringen jedoch auch Risiken mit sich, die ich später noch ansprechen werde.
Um das Prinzip eines Quantencomputers genauer zu verstehen können, müssen wir uns zwei Gesetze der Quantenmechanik genauer anschauen. Nämlich das Superpositionsprinzip und die Quantenverschränkung, denn genau auf diesen zwei Prinzipien basieren Quantencomputer.
Die Superposition ist die Fähigkeit eines Quantensystems, sich bis zur Messung in mehreren Zuständen gleichzeitig zu befinden. Doch beim Zeitpunkt der Messung selbst, kann es nur einen Zustand geben. Um dies zu veranschaulichen, hilft das Gedankenexperiment „Schrödingers Katze“. Sperrt man eine Katze in einem Karton ein und wartet eine Weile, so kann die Katze im Karton noch lebendig oder schon tot sein, sie ist gleichzeitig lebendig und tot. Wenn wir den Karton nun öffnen, kann die Katze nur noch einen Zustand haben. Entweder lebendig oder tot. Die Quantengesetze gelten für Atome, das bedeutet, wenn man das Superpositionsprinzip bei Atomen ausnutzt, so kann man unzählige Berechnungen gleichzeitig durchführen.
Die Quantenverschränkung, von Albert Einstein auch „Spukhafte Fernwirkung“ genannt, ist das Phänomen, dass zwei räumlich voneinander getrennte Teilchen Informationen über ihre Eigenschaften ohne Zeitverzögerung austauschen können. Diese Informationenübertragung funktioniert auch über riesige Distanzen. Zum Beispiel, wenn sich ein Teilchen auf dem Mars und eines auf der Erde befindet. Erst eine Messung an einem verschränkten Teilchen legt sofort den Zustand des anderen Teilchen fest, denn wenn ein Teilchen nicht gemessen wird, so kann es ja viele verschiedene Zustände haben.
Dank diesen beiden Phänomenen funktioniert ein Quantencomputer. Er arbeitet deshalb auch nicht mit Bits wie herkömmliche Computer, sondern mit sogenannten Qubits. Der Unterschied zwischen Bits und Qubits ist, dass sich Bits nur entweder im Zustand Eins oder Null befinden können und Qubits hingegen auch beide Zustände gleichzeitig oder sogar Zwischenzustände annehmen können.
Der Vorteil der Berechnung mit Qubits ist, dass mehr Informationen in viel weniger Qubits als in klassischen Bits verarbeitet werden können. Denn n verschränkte Qubits können gemeinsam 2n Zahlen beschreiben. Somit steigt die Rechenleistung von Quantencomputern exponentiell mit der Zahl der Qubits. Bei einem klassischen Computer steigt die Rechenleistung höchstens linear. Das liegt daran, dass beim klassischen Computer alle Berechnungen hintereinander ausgeführt werden müssen, beim Quantencomputer jedoch alle Qubits beim Berechnen gleichzeitig miteinander interagieren.
Um die Funktionsweise genauer zu veranschaulichen, kann man sich ein riesiges Labyrinth mit nur wenigen Ausgängen vorstellen. Müsste man nun jeden Weg einzeln testen, so würde es ewig dauern, bis man den Ausgang findet, doch genau so würden es unsere heutigen PCs machen. Ein Quantencomputer hingegen würde alle Wege gleichzeitig absuchen und so viel schneller den Ausgang finden.
Heute sind Quantencomputer fast nur in Forschungsbetrieben zu finden. Es gibt erst einzelne kommerziell Nutzbare Quantencomputer, die jedoch sehr viel Geld kosten. Trotzdem gibt es unzählige Einsatzgebiete für Quantencomputer in der Zukunft. Mithilfe dieser Technologie sollen neue Durchbrüche zum Beispiel in der Entwicklung neuer Medikamente, bei der Analyse komplexer Zusammenhänge der Klimakrise oder auch bei der Effizienzsteigerung in der Landwirtschaft erreicht werden. Ausserdem könnte er dank seiner hohen Rechenleistung besonders rechenintensive Probleme lösen. Dazu gehört zum Beispiel die Optimierung vieler Prozesse und Algorithmen, sowie auch die Verbesserung von künstlicher Intelligenz.
Eine Gefahr durch Quantencomputer liegt im Bereich der IT-Sicherheit. Moderne Verschlüsselungsverfahren basieren häufig auf Zahlen- und Ziffernkombinationen, welche mit einem Sicherheitsschlüssel entschlüsselt werden können. Je mehr Kombinationsmöglichkeiten ein Schlüssel aufweist, desto rechenintensiver und zeitaufwändiger ist es für die heutigen Computer, diesen zu entschlüsseln. Vor normalen Computern sind gute Verschlüsselungsverfahren demnach sicher. Ein Quantencomputer hingegen, welcher alle Kombinationen gleichzeitig ausprobieren kann, für den ist das natürlich ein leichtes Spiel. Heute als unknackbar geltende Verschlüsselungsalgorithmen wären auf einmal nicht mehr sicher. Es müssten also neue Verschlüsselungsverfahren her. Doch auch damit beschäftigt sich die Wissenschaft schon. Hier wird vor allem im Bereich der „Quantenkryptografie“ geforscht, welche sich die Quantenmechanik zunutze macht, um Daten sicher zu übertragen.
Schon heute sind einzelne Quantencomputer im Handel. Zumindest werden sie so vermarktet. Jedoch fehlen vieler dieser Modelle typische Eigenschaften von Quantencomputer. Ein Startup aus China hat beispielsweise einen Quantencomputer für nur 5‘000 Dollar auf den Markt gebracht. Der Preis ist sehr tief, denn Quantencomputer sind grundsätzlich sehr viel teurer. Dieser bietet jedoch nur 2 Qubits (je mehr Qubits, desto besser) und weist eine relativ hohe Fehlerwahrscheinlichkeit auf. Trotz grosser Fortschritte steckt die Forschung bei Quantencomputern noch ganz am Anfang. Demnach wird es noch eine Weile dauern, bis wir vielleicht einmal einen guten Quantencomputer zuhause stehen haben oder bis sich die Medizinbranche diese starken Computer wirklich zu nutzen machen kann. Man kann aber davon ausgehen, dass in den nächsten Jahren noch viel passieren wird.
Ich habe mich mit Quantencomputern beschäftigt, weil ich immer nur davon gehört habe, aber nie wirklich wusste, was sie eigentlich sind und was sie können. Das Wissen, das ich mir angeeignet habe, wollte ich dann in einem ausführlichen, aber dennoch kompakten Text mit euch teilen. Nach allem, was ich gelesen habe, kann ich mir gut vorstellen, dass Quantencomputer in der Zukunft eine grosse Rolle spielen werden. Sie werden vielleicht nicht so schnell meinen Gaming-PC unter dem Tisch ersetzen, in der Industrie oder im Finanzwesen sehe ich jedoch ein riesiges Potenzial. Die einzige Frage, die ich mir noch stelle, ist, ob es den Wissenschaftlern wirklich gelingen wird, einen voll funktionsfähigen und einigermassen kompakten Quantencomputer in die Welt zu setzen. Die Antwort darauf werde ich aber erst in einigen Jahren oder sogar Jahrzehnten haben.
Superposition
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SRF Einstein – Quantencomputer
Erster Quantencomputer in Deutschland
Quantenmechanik
Schrödingers Katze
aha-Jugendreporter Severin Quaderer
Meist sieht man nur das abgepackte Fleisch in der Ladentheke und nicht, wie es produziert wurde. Hinzu kommt, dass Fleisch aus der Massenproduktion viel billiger ist als fair produziertes Biofleisch, weshalb rund 98 % des konsumierten Fleisches aus der Massenproduktion stammt. Denn wer will schon mehr für sein Fleisch bezahlen, wenn es genauso gut schmeckt wie das billige? So kann man die Frage natürlich stellen, man kann sie aber auch ganz anders formulieren. Zum Beispiel: „Bist du bereit, mehr für dein Fleisch zu bezahlen, wenn du dir sicher sein kannst, dass das Tier vorher wenigstens ein schönes Leben hatte?“ Diese Frage kann natürlich jede:r für sich selbst beantworten, aber ich möchte nun die Zustände in einer Massentierhaltung etwas genauer beschreiben.
Allein in der Schweiz gab es im Jahr 2020 78 Millionen Masthühner, was etwa dem Neunfachen der Bevölkerung entspricht. Grösstenteils leben mehrere Tausend (bis zu 27‘000) Hühner in einem Stall, wobei bis zu 17 Hühner pro Quadratmeter gehalten werden dürfen. Die natürliche Lebenserwartung eines Huhns liegt bei etwa 8 Jahren. In der Mast hingegen leben die Hühner nur 5 kurze Wochen und in der letzten Woche ihres Lebens werden die meisten Hühner so stark gemästet, dass sie sich kaum mehr auf den Beinen halten können. So wie es für uns Stress wäre, mit Tausenden von Menschen auf engstem Raum zu leben, so ist es auch für die Hühner purer Stress. Durch den starken Stress entwickeln einige Tiere Verhaltensstörungen, wie z.B. gegenseitige Verletzungen oder sogar Kannibalismus. Damit sich die Tiere nicht gegenseitig töten, wird ihnen ohne Betäubung der Oberschnabel gekürzt. Dies kann für die Tiere sehr schmerzhaft sein. Der Stress allein kann aber schon ausreichen, um eine Henne zu töten. Für die männlichen Küken endet das Leben bereits am ersten Tag, denn in der Schweiz werden sie vergast. Deutschland hingegen hat das Töten von Küken nach dem Schlüpfen verboten. Die männlichen Tiere müssen entweder noch im Ei getötet oder als sogenannte Bruderhähne aufgezogen werden.
Schweine gehören nachweislich zu den intelligentesten Säugetieren und haben sogar eine Form von Selbstbewusstsein. Selbstbewusstsein bei Tieren ist etwas ganz Besonderes, denn ausser uns Menschen gibt es nur wenige Tiere, die sich wie Elefanten oder Delfine im Spiegel erkennen und somit eine Form von Selbstbewusstsein haben. Umso schlimmer ist es, dass in der Schweiz 2,5 Millionen (Tierbestand 2020) dieser intelligenten Tiere eingesperrt und nur zur Mast bestimmt sind. Zudem ist Schweinefleisch das meist konsumierte Fleisch in der Schweiz. In der Natur verbringen die Tiere ihre Zeit mit Futtersuche und Erkundung, sie bewegen sich also viel. In Schweizer Ställen hat nur etwa die Hälfte der Tiere überhaupt Auslauf. Zwei von drei Schweizer Sauen stammen aus Betrieben, die gerade einmal die Mindestanforderungen erfüllen. Das sind gerade mal 0,9 Quadratmeter Fläche pro Schwein, meist in trostlosen Betonbuchten. Die Ferkel werden schon nach kurzer Zeit von ihren Müttern getrennt, was die Jungtiere und auch die Mutter stark belastet und bei den Tieren grossen Stress auslöst. Es ist verständlich, dass Schweine unter solchen Bedingungen auch Verhaltensstörungen entwickeln. Häufig ist z.B. zu beobachten, dass gestresste oder gelangweilte Schweine anderen Schweinen in den Schwanz beissen.
Bei den Kühen muss zwischen Rindern (über 1 Jahr), Kälbern (unter 1 Jahr) und Milchkühen unterschieden werden. Knapp eine Million Rinder und Kälber sowie rund 550‘000 Milchkühe lebten 2020 in den Tierhaltungen der Schweiz. Auch für Kühe ist das Leben in der Massentierhaltung alles andere als angenehm. In Laufställen dürfen die Tiere rund um die Uhr im Stall gehalten werden und nur etwa die Hälfte aller Kühe hat Auslauf. In den Ställen stehen diesen grossen Tieren je nach Gewicht 1,8 bis 3 Quadratmeter zur Verfügung. Sie werden gemästet und bereits nach 5 (Kälber) bzw. 20 Monaten (Rinder) geschlachtet. Um die Mutterkühe für die Milchproduktion nutzen zu können, werden die Kälber innerhalb der ersten 24 Stunden nach der Geburt von ihren Müttern getrennt. Dies ist für Mutter und Kalb sehr traumatisch. Die Milchkuh wird etwa 4 bis 6 Jahre alt und muss bis zu 8.000 Liter Milch pro Jahr geben. Vor der intensiven Zucht waren es 4‘000 Liter. Diese Verdoppelung kann zu schmerzhaft vollen Eutern bis hin zu Euter-Entzündungen führen. Ausserdem kann die Enthornung der Kühe bei einigen Tieren zu chronischen Schmerzen führen.
Die dargestellten Zustände beziehen sich alle auf die Schweiz und im Vergleich zu den EU-Ländern steht die Schweiz mit Abstand am besten da. Die Tierschutzgesetzgebung in der Schweiz ist deutlich strenger als in den EU-Ländern. Wenn es den Tieren in der Schweiz mit ihren hohen Mindestanforderungen schon so schlecht geht, wie sieht es dann in den Massentierhaltungen anderer Länder aus? Das möchte man sich glaub gar nicht vorstellen. Das Problem ist, dass der intensive Fleischkonsum unserer Gesellschaft nur mithilfe von Massentierhaltung gestillt werden kann. Es muss sich also nicht nur etwas in der Tierhaltung etwas ändern, sondern auch in unserem Konsumverhalten.
Ich persönlich finde das alles wirklich traurig. Auch wenn Tiere vielleicht nicht so klug sind wie wir Menschen, gebührt ihnen Respekt. Es kann nicht sein, dass sie ein so miserables Leben führen müssen, nur damit uns Menschen genügend Fleisch zur Verfügung steht. Ich entschied mich aus diesem, aber auch aus umwelttechnischen Gründen vor circa 2 Jahren von nun an vegetarisch zu leben. Das heisst nicht, dass ich erwarte, dass jetzt jeder Mensch auf der Erde vegetarisch werden muss. Ich möchte nur darauf aufmerksam machen, dass wir uns als Gesellschaft einmal Gedanken machen müssen, ob unser Verhalten ethisch vertretbar ist. Um der Massentierhaltung entgegenzuwirken, reichen auch schon kleine Taten, wie auf die Herkunft des konsumierten Fleisches zu achten oder einmal weniger pro Woche Fleisch zu essen aus. Wenn jeder nur einen kleinen Teil dazu beiträgt, so kann das einen grossen Unterschied machen.
– Massentierhaltung Erklärungsvideo – Schweinehaltung !Triggerwarnung! – Experiment (Öffentliche Schlachtung) !Triggerwarnung! – Massentierhaltungsinitiative Schweiz – Massentierhaltung Schweiz
Massentierhaltung in der Schweiz
Tierhaltung in der Schweiz und in der EU im Vergleich
Was ist Massentierhaltung?
Infos zur Massentierhaltung
WWF Blog zum Thema Tiere
VIER PFOTEN in der Schweiz
Kükentöten ist verboten
Kampagne Schweinehaltung
Die Zeit - Das Schwein weiss um sein Ich
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Clickbait: Inhalte, deren Hauptzweck darin besteht, Aufmerksamkeit zu erregen und Besucher zum Klicken auf einen Link zu einer bestimmten Webseite zu bewegen.
Cheapfake / Deepfake Deepfake: ein Video, das digital verändert wurde, um menschliche Körper und Gesichter so zu generieren, dass sie wie eine andere Person erscheinen, typischerweise böswillig oder zur Verbreitung falscher Informationen verwendet. Cheapfake: eine audiovisuelle Manipulation, die mit herkömmlicher und erschwinglicher Software erstellt wird
Catfish: eine Person, die in den sozialen Medien ein Konto mit falscher Identität einrichtet und es in der Regel auf ein bestimmtes Opfer abgesehen hat. Dies ist bei Dating-Apps recht häufig der Fall.
Rote Flagge: ein Zeichen oder eine Warnung vor einer nahen Gefahr oder Katastrophe. Der Begriff wird oft verwendet, um auf toxisches Verhalten in Beziehungen hinzuweisen.
DM: steht für Direct Message (Direktnachricht). Eine DM ist eine private Nachricht auf Social-Media-Plattformen.
Sharebait: Ein Beitrag in den sozialen Medien, der den Nutzer auffordert, ihn mit seinen Freunden auf der Seite zu teilen, mit dem vermeintlichen Ziel, so viel Aufmerksamkeit wie möglich zu erhalten. In der Regel mangelt es ihm an Qualität und Genauigkeit.
Cancle Culture: eine Verhaltensweise, insbesondere in den sozialen Medien, bei der es üblich ist, jemanden vollständig abzulehnen und nicht mehr zu unterstützen, weil er etwas gesagt oder getan hat, das einen beleidigt.
Phishing: ist ein Cyberverbrechen, bei dem eine Person per privater Nachricht von jemandem kontaktiert wird, der sich als legitime Institution ausgibt, um Personen dazu zu verleiten, sensible Daten wie persönliche Informationen, Bank- und Kreditkartendaten und Passwörter anzugeben.
Ghosting: die Praxis, eine persönliche Beziehung zu einer Person zu beenden, indem man sich plötzlich und ohne Erklärung von jeglicher Kommunikation zurückzieht.
