Montag, 2. Juni 2014

Erfolgreiche Teleportation: Wissenschaftler beamen Information


Symbolbild: Teleportation (Illu.). | Copyright: grewi.de

Delft (Niederlande) - Zwar liegt das "Beamen" von Gegenständen oder sogar Menschen noch in weiter Zukunft, doch der Transport von Daten von einem Ort an einen anderen ohne, dass diese den wirklichen Raum durchqueren müssen, ist nun niederländischen Wissenschaftlern gelungen. Entgegen der bisherigen Einschätzung vieler Wissenschaftler, dass das Beamen von Objekten den Gesetzen der Physik widerspreche, glauben die niederländischen Forscher zudem auch, dass in ferner Zukunft auch Menschen auf diese Weise von einem Ort zum anderen transportiert werden könnten.

Wie das Team um Prof. Ronald Hanson von der Technischen Universiteit Delft aktuell im Fachjournal "Science" (DOI: 10.1126/science.1253512) berichtet, ist ihnen das tatsächliche Beamen von Information mit Hilfe der Quantenmechanik gelungen.


Konkret gelang es den Forschern, Informationen, die Informationen eines Quanten-Bit, dem Quanten-Gegenstück zu einem herkömmlichen Bit, über eine Entfernung von drei Metern punktgenau und mit einer Präzision von 100 Prozent to teleportieren.


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Diese Leistung, so die Forscher, sei ein wichtiger Schritt hin zu Quanten-Netzwerken zur Kommunikation zwischen zukünftigen ultraschnellen Computern - dem sogenannten Quanten-Internet. Diese Netzwerke sollen zukünftig Aufgaben und Probleme lösen, die selbst unsere heutigen Super-Computer überlasten. Zudem könnte ein Quanten-Internet vollkommen sichere Datenübertragungen erlauben.

In ihren Experimenten machten sich die niederländischen Forscher das Phänomen der sogenannten Quantenverschränkung zu Nutze: "Diese Verschränkung ist eine der wirklich merkwürdigsten und zugleich faszinierendsten Konsequenzen der Gesetze der Quanten-Physik", erläutert Hanson. "Werden zwei Teilchen miteinander verschränkt, so verschmelzen ihre Identität zu einer einzigen. Ihr gemeinsamer Zustand ist dann zwar genau definiert aber ihre vormalige eigenständige Identität ist nicht mehr vorhanden. Die verschränkten Teilchen verhalten sich von nun an und absolut simultan wie ein einziges - selbst wenn sie örtlich weit voneinander getrennt werden. In unseren Tests betrug diese Distanz zwar gerade einmal drei Meter, doch in der Theorie könnten sich beiden Teilchen auch an den entgegengesetzten Enden des Universums befinden und dennoch miteinander verschränkt sein. Einstein selbst traute seinen eigenen Vorhersagen dieser Verschränkung selbst so wenig, dass er von einer 'spukhaften Fernwirkung' sprach. Doch seither haben zahlreiche Experimente genau diese Wirkung der Verschränkung demonstriert."


Während es zuvor anderen Wissenschaftlern bereits gelungen war, beispielsweise Photonen (Lichtteilchen) miteinander zu verschränken und so mehr als 140 Kilometer weit (...wir berichteten) oder Informationen über eine Distanz von nur wenigen Millimetern innerhalb eines Quanten-Chips zu teleportieren (...wir berichteten), gelang es den Niederländen nun erstmals Informationen zwischen zwei sogenannten "Qubits" von einem auf einen anderen Quantenchip to "beamen".


"Das einzigartige an unserer Methode ist zudem, dass die Teleportation mit 100-prozentiger Garantie funktioniert", so Hanson. "Die Information wird immer ihr Ziel erreichen. Darüber hinaus hat unsere Methode das Potential, 100 Prozent präzise zu wirken."


Jetzt arbeiten die Forscher daran, ihre bislang erfolgreichen Experimenten im kommenden Sommer zu wiederholen und dabei die Information über eine Distanz von 1.3000 Metern auf über den gesamten Universitätscampus verteilt platzierten Chips zu beamen. Sollte dies gelingen, würde dieses experimentelle Resultat die Kriterien für den sogenannten "Loophole-free Bell Test" erfüllen, der als ultimativer Widerlegung Einsteins einstiger Ablehnung der Verschränkung und zugleich sozusagen als Heiliger Gral der Quantenmechanik betrachtet wird.


Zudem erklärte Hansons gegenüber dem britischen "The Telegraph" zuversichtlich: "Was wir teleportieren ist der Zustand eines Teilchens. (...) Wenn man glaubt, dass wir nicht mehr als eine Ansammlung von Atomen sind, dann sollte es im Prinzip möglich sein, sich von einem Ort an den anderen zu teleportieren."


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Quelle: tudelft.nl, telegraph.co.uk
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