Ausgezeichneter Quantenzufallsgenerator

Das MPQ Schülerlabor gewinnt erneut den LeLa-Preis des Bundesverbandes der deutschen Schülerlabore, dieses Mal in der Kategorie „Experiment des Jahres“

Feierstimmung in unserem Schülerlabor PhotonLab. Der Bundesverband der Schülerlabore e.V. hat das Team um Dr. Silke Stähler-Schöpf und Linda Qerimi mit einem Preis für das „Experiment des Jahres“ ausgezeichnet. Mit dem LeLa-Preis werden herausragende Leistungen von Schülerlaboren und Schülerlabor-Netzwerken gewürdigt. Das Schülerlabor hat sich mit seinem Quantenzufallsgenerator-Experiment beworben. Doktorandin Linda Qerimi hat im Rahmen ihrer Zulassungsarbeit an der LMU den Quantenzufallsgenerator aufgebaut.

Im Experiment sendet ein Laser Lichtteilchen aus. Diese treffen auf einen Strahlteiler. Dort werden sie entweder reflektiert oder durchgelassen. Neben dem Strahlteiler befinden sich zwei Detektoren, die aufzeichnen welches Ereignis für jedes Photon stattgefunden hat. Ein Computer zeichnet jedes einzelne Ereignis als Zahl 0 oder 1 auf. „Es ist komplett dem Zufall überlassen, welchen Weg jedes einzelne Photon nimmt“, sagt Qerimi. Der Clou des Experiments ist es nun, dass Schüler:innen durch einen “Polarisationsdreher” die Photonen beeinflussen können, sie damit also die Binärreihenfolge aus den Zahlen 0 und 1 manipulieren. Damit ist der Zufall unter Umständen gar nicht mehr so zufällig. Die Aufgabe ist es nun, eine Einstellung für den “Polarisationsdreher” zu finden, bei der der Zufall qualitativ am hochwertigsten ist. So bekommen die Schüler:innen ein Gefühl für das Phänomen Zufall und die Quantenphysik als Ganzes.

Einen weiteren Einblick in den Quantenzufallszahlengenerator erhalten Schüler:innen mit dem digitalen Ausbau der Flipped Classroom Instruktion des PhotonLabs. Dort erarbeiten sich die Schüler:innen eigenständig (von zu Hause aus) die Grundlagen, und vertiefen ihr Wissen beim Experimentieren im Schülerlabor.

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