Quanten-Teleportation über zwei Kilometer

«Scotty beamen»

8Dieser Moment war wohl für viele eines der beeindruckensten Fernseherlebnisse der Kindheit: wenn sich die Crew von Raumschiff Enterprise materialisierte und innert Bruchteilen einer Sekunde aus dem Raumschiff auf einen fremden Planeten beamte. In der Fachzeitschrift «Nature» vom 30. Januar wird mit einem Experiment an Captain Kirks Befehl «Scotty beamen» erinnert. Wissenschaftlern der Universität Genf ist es nämlich gelungen, die Struktur eines Photons (kleinstes Lichtteilchen) auf ein zwei Kilometer entferntes Photon zu übermitteln – eine so genannte Quanten-Teleportation. Damit ist man aber vom Beamen eines Menschen noch Lichtjahre entfernt, denn Materie wurde nicht transportiert.

9Energie und Materie zu teleportieren sei nicht möglich, schreiben die Forscher um Professor Nicolas Gysin. Möglich ist dagegen die Teleportation von Quantenstrukturen. Das heisst, nur die Struktur wird teleportiert, die Materie bleibt und muss am Zielort schon vorhanden sein. Als «spukhafte Fernwirkung» bezeichnete Albert Einstein den folgenden Effekt von Photonen. Die Eigenschaften von Photonenpaaren sind verzahnt. Wird nun der zunächst unbekannte Quantenzustand des einen Lichtteilchens gemessen, nimmt das andere Photon diesen Zustand augenblicklich an. Das ist der Ausgangspunkt der Teleportation, denn dieser Effekt funktioniert auch auf grosse Distanzen. Den Genfer Forschern gelang es nun, die Struktur eines Photons über ein zwei Kilometer langes Glasfaserkabel von einem Labor ins andere zu übermitteln. Ein Quantenzustand wurde von einer Lichtfrequenz auf eine andere übertragen. Früher war das lediglich auf ganz kurze Distanz geglückt.Die erste und mit der vorhersehbaren Technik auch in Bälde einzige Nutzung der Quanten-Teleportation sei die Quanten-Kommunikation. Genauer gesagt die Quanten-Kryptographie, die abhörsichere Verschlüsselung von Daten. Weil die Information unterwegs nämlich gar nicht existiert, kann sie nicht abgehört werden. Am Ort des Senders verschwindet sie und beim Empfänger baut sie sich neu auf. Scotty wirds freuen.