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Teleportation : Bühne frei für die Quanten-Magie

Chinesische Forscher beamen gleichzeitig den Spin und den Drehimpuls eines Lichtteilchens zum ersten Mal. Bild: Dong Xie and Yan Liang

In der Quantenphysik ist kopieren unmöglich. Man behilft sich mit der Teleportation. Jetzt lassen sich sogar zwei Quanteneigenschaften gleichzeitig von einem Objekt auf ein anderes übertragen.

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          Bei der lichtschnellen Übertragung von Quanteneigenschaften von einem Objekt auf ein anderes - auch populär Beamen genannt - haben chinesische Wissenschaftler einen großen Fortschritt erzielt. Xi-Lin Wang von der Universität für Wissenschaft und Technologie in Hefei und seinen Kollegen ist es gelungen, gleich zwei Quanteneigenschaften auf einmal - den Spin und den Drehimpuls - von einem Lichtteilchen auf ein anderes zu teleportieren.

          Der Trick mit der Verschränkung

          Manfred Lindinger
          Redakteur im Ressort „Natur und Wissenschaft“.

          Bislang war es nur möglich, einen einzigen quantenphysikalischen Zustand eines Photons - etwa dessen Polarisationsrichtung - zu übertragen. Für ihr Experiment nutzten Wang und sein Kollegen ein schon in früheren Experimenten erprobtes Verfahren, das auf einer Eigenart der Quantenphysik beruht - die Verschränkung. In diesem Zustand zeigen zwei Teilchen ein perfekt abgestimmtes Verhalten.

          Bei der Teleportation bringt man nun das Objekt, dessen Quantenzustand übertragen werden soll, zunächst mit einem der beiden verschränkten Teilchen zusammen und führt dann eine Messung aus. Dabei passiert etwas höchst Eigenartiges: Die Eigenschaft des Objekts - etwa die Schwingungsrichtung im Falle eines Photons - wird auf das zweite verschränkte Teilchen übertragen, das sie sofort annimmt. Im Gegenzug geht der ursprüngliche Zustand verloren, was die Erzeugung einer identischen Kopie von Quantenobjekten unmöglich macht.

          Verschränkte Nachrichtenübermittler

          Die Forscher um Wang haben, da  sie zwei Zustände übertragen wollten,  gleich drei verschränkte Photonenpaare benötigt. Eines davon diente als Vermittler und koppelte an das Teilchen an, dessen Spin und Drehimpuls es zu übertragen galt. Die Teleportation verlief in 60 bis 70 Prozent aller Fälle erfolgreich, berichten die Wang und seine Kollegen in der Zeitschrift „Nature“.

          Die Möglichkeit, zwei Zustände zu teleportieren, lässt es möglich erscheinen, eines Tages auch mehrere Eigenschaften von einem Objekt auf ein anderes zu beamen,  und damit eine perfekte „Kopie“ auch von komplexeren Quantenobjekten zu erstellen.

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