Erstmals Quantenteleportation zwischen Siliziumchips gelungen
Erstmals Quantenteleportation zwischen
Siliziumchips gelungen
Forscher fanden einen Weg, wie sich ein
verschränktes Quantensystem aus Photonen in zwei separaten Siliziumchips
realisieren lässt
Erstmals konnten Quantenzustände zwischen
Siliziumchips teleportiert werden.
Illustration: ÖAW/Pete Linforth/Pixabay
Da sich in der Welt der Quantenphysik
prinzipiell Information wie durch Geisterhand von einem Ort an den
anderen verschieben lässt, könnte auch die Datenübertragung der Zukunft
so funktionieren. Im Quanteninternet müsste die flüchtige Information
aber auch verlässlich kopiert und weitergeleitet werden können. Physiker
haben nun im Fachblatt "Nature Physics" einen neuen Ansatz dazu
vorgestellt.
Das internationale Team mit Beteiligung von
Marcus Huber vom Institut für Quantenoptik und Quanteninformation
(IQOQI) Wien der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) hat
sich mit der Frage auseinandergesetzt, wie sich umgehen lässt, dass in
der Quantenmechanik Information nicht einfach kopiert werden kann. Um im
Quanteninternet nämlich Daten über weitere Strecken ohne Verlust zu
übertragen, müssten diese – wie im herkömmlichen Internet auch –
zwischen verschiedenen Knoten mit einem sogenannten Repeater regelmäßig
aufgefrischt werden.
Eine Lösung liegt im seltsamen Phänomen der
Quantenverschränkung: Die macht es möglich, dass zwei Teilchen – etwa
Lichtteilchen (Photonen) – wie durch Geisterhand miteinander verbunden
bleiben. Die Messung an einem legt unmittelbar den Zustand des anderen
fest, auch wenn sie beliebig weit voneinander entfernt sind. Man spricht
in dem Zusammenhang von Quantenteleportation.
Quanten-Repeater
Wie Information zwischen verschränkten
Photonen ausgetauscht werden kann, die sich auf zwei separaten
Siliziumchips befinden, haben die Wissenschafter nun erforscht. Sie
speisten in ihrem Experiment mit Quanteninformation aufgeladene
verschränkte Lichtteilchen in räumlich getrennte Siliziumchips ein. Dann
schafften sie es, die Information indirekt zu übertragen. Durch die
Messung an dem Photon auf dem ersten Chip wurde es möglich, aus der
Veränderung des verschränkten Photons auf dem anderen Chip den
ursprünglichen Zustand des ersten abzuleiten. Die Information wurde so
also indirekt kopiert.
Derzeit sei ein Quanten-Repeater dieser Art
noch ein Proof-of-Concept. "Wenn es gelingt, die Technik zu verbessern
und zu skalieren, könnte das eine Grundlage für ein künftiges
Quanteninternet sein", sagte Marcus Huber, der mit seinem Team
nachweisen konnte, dass die Kollegen von der University of Bristol mit
ihrem Ansatz erfolgreich waren. Dieser sei vor allem deshalb
vielversprechend, weil er prinzipiell mit etablierten Bauteilen wie
Siliziumchips und Glasfaserleitungen umgesetzt werden könnte. (APA, red,
24.12.2019)
https://www.derstandard.at/story/2000112615795/erstmals-quantenteleportation-zwischen-siliziumchips-gelungen