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Quantenteleportation : Elektronen flüstern über große Distanzen

Künstlerische Darstellung der Quantenteleportation Bild: TU Delft

Die Teleportation funktioniert nur in der Quantenwelt zwischen Photonen oder auch zwischen Elektronen. Und das mittlerweile nahezu perfekt.

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          Für die Crew von Raumschiff Enterprise ist Beamen die bequemste Art, auf fremden Planeten zu landen. Was die meisten ins ferne Reich der Science-Fiction wähnen, ist in vielen Labors schon lange nichts Ungewöhnliches mehr. Zumindest an einzelnen Lichtquanten ist die Teleportation - die Übertragung von Quanteneigenschaften eines Objekts auf ein anderes - bereits mehrfach auch über große Entfernungen hinweg demonstriert worden. Jetzt haben Physiker der TU Delft einen weiteren Fortschritt erzielt. Ronald Hansen und seinen Kollegen ist es gelungen, die Quanteneigenschaft eines Elektrons zuverlässig auf ein anderes, drei Meter entferntes Elektron zu übertragen. Die Erfolgsrate sei fast hundert Prozent, berichten sie in der Online-Ausgabe der Zeitschrift „Science“.

          Manfred Lindinger

          Redakteur im Ressort „Natur und Wissenschaft“.

          Spukhafte Fernwirkung als Basis

          Das Elektron, dessen Spinrichtung es zu teleportieren galt, erzeugten die Forscher in einem winzigen Diamanten. Darin war es an einem eingebauten Stickstoffatom gebunden, verhielt sich aber wie ein freies Teilchen. Mit Laserstrahlen richteten die Forscher den Spin des Elektrons in eine bestimmte Richtung aus. Dann übertrugen sie diese Quanteneigenschaft - mit Hilfe eines Vermittlerelektrons - auf das drei Meter entfernte Zielelektron. Dessen Eigendrehimpuls nahm die Orientierung des Ausgangselektrons an.

          Für die Teleportation nutzen Hansen und seine Kollegen ein schon bei früheren Experimenten erprobtes Verfahren, das auf einer Eigenart der Quantenphysik beruht - die Verschränkung. In diesem Zustand zeigen zwei Teilchen ein absolut abgestimmtes Verhalten, egal wie weit sie voneinander entfernt sind. Ändert sich die Eigenschaft eines Teilchens, spürt dies der Partner sofort - und umgekehrt. Nun wollen Hansen und seine Kollegen den Distanzrekord von 1300 Metern wagen.

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