Physikern gelingt Durchbruch bei der Quantenteleportation

Bei der Quantenteleportation herrscht in der Öffentlichkeit die Meinung, diese könne den Weg zum „Beamen“ ebnen, wie es in der Serie Star Trek praktiziert wurde. Doch während beim Beamen á la Scotty offenbar Materie in Energie/Information verwandelt, teleportiert und an einem anderen Ort wieder materialisiert wurde, wird bei der Quantenteleportation keine Materie bzw. Energie übertragen. Hier geht es lediglich darum, den Quantenzustand verschränkter (kohärenter) Teilchen bzw. Qubits (Quantenbits) zu übertragen. Bei den verschränkten Qubits kann es sich z. B. um Photonen handeln, deren Quantenzustand der Spin bzw. die Polarisationsebene ist. Verschränkte Teilchen wie Photonen bleiben immer verbunden, man spricht von nichtlokalen Korrelationen. Misst daher der Sender sein verschränktes Qubit, so ist damit auch das entfernte Qubit beim Empfänger festgelegt. Einstein nannte das „spukhafte Fernwirkung“. Die Quantenverschränkung ist besonders bei der abhörsicheren Signalübertragung wie auch beim Quantencomputer entscheidend. Hauptfeind der kontrollierten Quantenverschränkung ist die durch thermisches Rauschen verursachte Dekohärenz. Doch genau diese hat ein finnisch-chinesisches Forscherteam nun benutzt und einen Durchbruch bei der Quantenteleportation erzielt. Die Physiker erzeugten einen sogenannten hybrid verschränkten Zustand, der die dekohärente Umgebung in Form der Photonenfrequenz mit ins Messprotokoll einbezog. Sie teleportierten mit diesem Aufbau erfolgreich verschiedene Quantenzustände mit einer Zuverlässigkeit, die durchweg über der klassischen Grenze lag. Starke nichtlokale Korrelationen sind dem Experiment zufolge nicht unbedingt für eine Quantenteleportationen erforderlich. Das Experiment stellt einen bedeutsamen Fortschritt auf dem Weg zu robusteren und effizienteren Quantenkommunikationssystemen und Quantencomputern dar. (DS)

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