Wissenschaft im Theater: Quantencomputing durch Akrobatik verstehen

Vom Hörsaal auf die Theaterbühne: Mit einer Kombination aus Wissensinput, Akrobatik und Musik erklären Teilchenphysiker der Universitäten Siegen und Bonn des Exzellenzclusters „Color meets Flavor“ das Thema Quantencomputing für die Öffentlichkeit

Das Licht im Theater Bonn geht aus, im ausverkauften Saal wird es still. Vier Artisten, die jeweils ein Computer-Bit verkörpern, zählen in Binärsprache den Countdown herunter und drehen sich dafür zum Publikum hin und wieder zurück: Sie zeigen die Zustände 0 oder 1. Doch was ist mit dem „Dazwischen“? Für Quantenbits (Qubits) gelten andere Gesetze: Sie können beide Zustände gleichzeitig annehmen. Wie das funktioniert, haben Physiker*innen des Exzellenzclusters „Color meets Flavor“, an dem u.a. die Universität Siegen beteiligt ist, am 31. Oktober bei einer Theatershow der besonderen Art demonstriert. Bühne frei für die Qubits!

Die Show markiert den Auftakt der neuen Reihe „Wissenshaft im Theater“, in der die Universität Bonn nacheinander ihre Exzellenzcluster vorstellt. Organisator Prof. Dr. Matthias Schott sieht darin die Chance, Forschung stärker in die Mitte der Gesellschaft zu rücken: „Unsere Veranstaltungsreihe ‚Wissenschaft im Theater‘ bietet einen tollen Rahmen, um die Wissenschaft unserer Exzellenzcluster der breiten Öffentlichkeit zugänglich zu machen, mit Menschen außerhalb der Uni ins Gespräch zu kommen und sie für unsere Themen zu begeistern.“

Zum Auftakt der Reihe präsentierte „Color meets Flavor“ das Thema Quantencomputing – eine Zukunftstechnologie, die viele Leute bereits kennen, aber nur wenige verstehen. Auf eindrucksvolle Weise nahmen die die Physiker das Publikum mit in die Welt der Quantenphysik und machten sie durch Akrobatik, Musik Performances und fachliche Expertise erfahrbar.

Die Idee, theoretische Physik mit darstellender Kunst zu kombinieren, geht zurück auf die Reihe „Physik im Apollo“, die 2023 im Siegener Apollo-Theater startete und bis heute auf fünf ausverkaufte Shows zurückblickt.

Die Verbindung aus Show und wissenschaftlichem Input soll einen niederschwelligen Zugang zur Spitzenforschung schaffen und Forschung und Gesellschaft näher zusammenbringen.

Prof. Dr. Alexander Lenz, Cluster-Co-Sprecher und Professor für theoretische Elementarteilchenphysik an der Universität Siegen, hat dafür seine Leidenschaft für Physik und Akrobatik vereint. Gemeinsam mit seiner Frau Marion und seinen Söhnen Kilian und Leon verkörperte er in der Quantencomputing-Show vier Qubits, deren komplexe Interaktion sie gemeinsam in akrobatischen Figuren darstellten: „Die Änderung der Zustände einzelner Qubits haben wir durch Vorwärtsrollen, Handstand und Salto gezeigt – richtig spannend war die Verschränkung mehrerer Qubits, die wir durch spektakuläre Hebefiguren mit vier Artisten dargestellt haben. So können sich die Zuschauer den Prozess auf atomarer Teilchenebene besser vorstellen“, erklärt Lenz. Dafür trainierte das Team ein halbes Jahr lang vier Mal pro Woche.

Im zweiten Teil der Vorstellung führte Prof. Dr. Lena Funcke das Programm fort mit ihrem Vortrag zum menschlichen Verständnis von Materie und Quanten.

Im Alter von 23 Jahren schloss sie ihre Promotion ab und hat heute die Clausius-Professur für Computergestützte Quantenfeldtheorie an der Uni Bonn inne. Außerdem ist sie an zwei Physik-Exzellenzclustern beteiligt und wurde 2025 mit dem renommierten Heinz Maier-Leibnitz-Preis ausgezeichnet. Voller Begeisterung erklärte sie die Grundlagen, aktuelle Herausforderungen und künftige Potenziale und Grenzen des Quantencomputing. Im Anschluss an den Vortrag stand Prof. Funcke dem interessierten Publikum Rede und Antwort.

Auch auf musikalischer Ebene waren Wissenschaftler*innen der Uni Siegen mit einem Bezug zu „Color meets Flavor“ vertreten.

Psychologie-Studentin Annelie Fleck (Gesang) und Dr. Martin Lang (Piano) präsentierten das Stück „Set Fire to the Rain“ von Adele. Das Finale bildete „Nothing Else Matters“ von Metallica mit Dr. Lang am Piano, Prof. Dr. Christof Wunderlich (Lehrstuhl Quantenoptik) an der Gitarre und Prof. Dr. Holger Schönherr (Dekan der Naturwissenschaftlich-Technischen Fakultät der Uni Siegen) an der E-Gitarre. Prof. Alexander und Dr. Marion Lenz bewiesen dazu noch einmal ihre akrobatischen Fähigkeiten. Im Foyer informierte ein Messestand über die Forschungsschwerpunkte – samt Quarks Candy Bar.

Bis zum 11. Mai 2027 finden vier weitere Shows der Reihe „Wissenschaft im Theater“ im Schauspielhaus Bad Godesberg statt. Hier gibt es die Termine zur Übersicht.

Einige der faszinierendsten Messungen der letzten Jahre befassten sich mit dem Zusammenspiel der starken („Farb-“) und schwachen („Flavor-“) Wechselwirkung. Die detailliertere Untersuchung dieses Zusammenspiels in enger Zusammenarbeit zwischen Theorie und Experiment ist das Ziel von „Color-Meets-Flavor“, einer neuen Exzellenzcluster-Initiative der Universität Bonn, der TU Dortmund, der Universität Siegen und des Forschungszentrums Jülich. Im Fokus steht dabei die Physik der Quarks und die Frage, wie diese fundamentalen Bausteine ​​der Materie komplexe Bindungszustände bilden. Gleichzeitig sollen die Eigenschaften des Higgs-Bosons erforscht und die Suche nach dem Axion fortgesetzt werden.

Da die Massen der sechs bekannten Quarks mehrere Größenordnungen umfassen, reicht die experimentelle Infrastruktur vom niedrigen über den mittleren Energiebereich am ELSA-Teilchenbeschleuniger in Bonn bis hin zu Ultrahochenergieexperimenten am Large Hadron Collider (LHC) des CERN in Genf.

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