Ein interessanter Rekord wurde aufgestellt: Wissenschaftlern ist es gelungen, ein Ion des seltenen Metalls Ytterbium über eine Distanz von mehr als einem Meter zu teleportieren. Bisher konnten nur Lichtphotonen auf eine solche Entfernung teleportiert werden, während sich andere Elementarteilchen nur um wenige Mikrometer bewegten.
Ytterbium-Metallbarren
Die dafür verwendete Technik ist natürlich bei weitem nicht perfekt und völlig ineffizient, aber Hauptsache, das Ergebnis bestätigt das Prinzip selbst, die Möglichkeit der Quantenteleportation, und zwar ein wenig, aber näher heran fantastische Zukunft, in der die augenblickliche Bewegung von Objekten im Raum Realität werden kann. Was es ist und welche Prinzipien dem Phänomen zugrunde liegen, wird in unserem Artikel "Quantenteleportation" allgemein erklärt.
Tatsächlich nutzen die Helden der Kult-TV-Serie Star Trek seit Mitte der 1960er Jahre alle Vorteile der Teleportation, während Physiker vor etwas mehr als einem Jahrzehnt damit begannen, diese Möglichkeit praktisch zu untersuchen. Im Gegensatz zur „normalen“Teleportation ist die Quantenteleportation, kurz und vereinfacht, eine vollständige Übertragung nicht des Teilchens selbst, sondern seines Quantenzustands auf ein anderes, weit entferntes Teilchen: Als Ergebnis „wird“das zweite Teilchen tatsächlich zum zunächst genauso, als hätten wir es selbst bewegt.„Es sind nicht die Teilchen selbst, die sich bewegen, sondern die Informationen“, fügt Chris Monroe, einer der Autoren der jüngsten Teleportationsaufzeichnung, hinzu. Aber das ist nicht wichtig, da sich zwei identische Teilchen nur in der Information unterscheiden.
Das Verschieben von Quanteninformationen ist jedoch viel schwieriger als das Übertragen gewöhnlicher Daten über Kabel oder Funk. Bits "normaler" Informationen sind Kombinationen aus dem Vorhandensein und Fehlen eines Signals (Nullen und Einsen), die recht einfach zu lesen und zu senden sind. Andererseits ist die Information über einen Quantenzustand nichttrivialer und kann insbesondere gleichzeitig den Wert null und eins annehmen. Außerdem führt die direkte Messung dieser Daten nach den Gesetzen der Quantenmechanik zu ihrer Veränderung, also sollte man idealerweise lernen, Daten zu übertragen, ohne sie vorher zu lesen.
Eine Gruppe amerikanischer Wissenschaftler (zu der übrigens auch unser Landsmann Boris Blinov gehört) arbeitete an der Quantenteleportation zwischen zwei Ionen des seltenen Elements Ytterbium: Das erste Ion war die Quelle, das zweite die "Träger", an den der Zustand des ersten übermittelt wurde. Zuerst bewirkten sie, dass jedes der Ionen in einen anderen Energiezustand wechselte, indem sie ein Photon aussendeten, das an sein „Elternion“gebunden war (ein Phänomen, das als „Quantenverschränkung“bezeichnet wird). Diese Photonen wurden von einem Glasfaserkabel eingefangen, zwischen dem eine Quantenverschränkung auftrat ihnen.
Der nächste Schritt war die direkte Messung des Quantenzustands des ursprünglichen Ions, was zur "Zerstörung" dieser Information führte und - entlang der oben beschriebenen Kette - zur verzögerungsfreien Informationsübertragung von einem Ion zu einem führte ein anderer.
Laut Chris Monroe könnten in Zukunft theoretisch Netzwerke entstehen, die Informationen über den Quantenzustand über große Distanzen übertragen. Sie werden die Kommunikation für Quantencomputer ermöglichen oder sichere Daten übertragen können. Aber bis dahin ist es noch ein sehr langer Weg; insbesondere war bisher nur etwa ein Versuch von 100 Millionen erfolgreich (was etwa 10 Minuten dauert). „Meine Schüler haben fast ununterbrochen drei Wochen lang Experimente durchgeführt, nur um genügend Punkte für diesen Artikel zu bekommen“, sagt Chris Monroe.
Erinnern Sie sich daran, dass wir vorhin über andere Erfolge auf dem Gebiet der Quantenteleportation gesprochen haben - insbesondere, dass Physiker gelernt haben, Informationen zwischen verschiedenen Teilchen zu übertragen (" Enge Verbindung auf elementarer Ebene"). Weitere Aspekte im Zusammenhang mit diesem halbwegs fantastischen Thema (einschließlich des Trailers zum Film „Teleport“) finden Sie in der Notiz „Die häufigste Teleportation“.
