Quanten-Teleportation: Forschern gelingt neuer Streckenrekord von 100 Kilometern

Wissenschaftlern ist es gelungen, einen neuen Streckenrekord für die Quanten-Teleportation aufzustellen. Sie transportierten die den Quantenstatus eines Photons über eine Strecke von 102 Kilometer.

102 Kilometer durch ein Glasfaserkabel

Der Begriff “Teleportation” ist – wenngleich er wissenschaftlich völlig korrekt ist – in diesem Zusammenhang ein wenig irreführend, da viele Menschen wenn sie ihn hören gleich an den Transportvorgang von Personen denken, wie man ihn aus Star Trek kennt.

Darum geht es bei der Quanten-Teleportation jedoch nicht. Vielmehr geht es darum, die Informationen, die im Quantenstatus eines Photons kodiert sind, über eine definierte Strecke zu transportieren. Einem Team von Wissenschaftlern vom National Institute of Standards and Technology (NIST) in Colorado gelang es nun, den Quantenstatus eines Photons zu rekonstruieren, nachdem die Information über ein 102 km langes Glasfaserkabel übertragen wurde. Damit übertragen sie den bisherigen Rekord um knapp das Vierfache. Die Technologie trägt entscheidend zu der Entwicklung von Quantencomputern bei.

Neue Detektoren ermöglichen den Rekord

Der Quantenstatus eines Photons ist in der Lage, Informationen selbst unter extremen Bedingungen zu speichern. Der Effekt hinter der Teleportation ist als Quantenverschränkung bekannt. Es handelt sich dabei um die Korrelation zweier Teilchen trotz unterschiedlicher Aufenthaltsorte.

Mit Hilfe von Single-Photon-Detektoren gelang es den Forschern des NIST, die maximale Strecke der Quanten-Teleportation zu vervielfachen. Je höher die Empfindlichkeit des Sensors, desto größer auch die mögliche Strecke. In dem spezifischen Setup des Experiments gelang es den Forschern, 80 Prozent der gesandten Photonen am anderen Ende wieder zu registrieren. Für gewöhnlich ist ein zu langer Transport mit einem hohen Verlust von Quanteninformationen verbunden. “We never could have done this experiment without these new detectors, which can measure this incredibly weak signal”, so Marty Stevens vom NIST.

Ein Schritt in Richtung eines ultraschnellen Internets

Die Forscher veröffentlichten ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift Optica. In dem Artikel wird auch beschrieben, wie die Technologie eingesetzt werden könnte, um Quanten-Repeater zu erschaffen. Mit Hilfe solcher Repeater wäre es möglich, das Quantensignal immer wieder zu verstärken, sodass es auch über größere Distanzen übertragen werden könnte. Damit wäre ein weiterer Schritt in Richtung eines Hochgeschwindigkeits-Quanten-Internets getan.

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