Sichere Quanten-Teleportation

Forschern gelingt eine vorhersagbare Übertragung von Quanten-Zuständen

Das "Beamen", wie wir es aus "Raumschiff Enterprise" kennen, scheitert grundsätzlich an der Heisenbergschen Unschärferelation: Es ist unmöglich, alle Eigenschaften eines Teilchens (geschweige denn eines ganzen Körpers) im selben Moment präzise zu messen - das wäre aber die Voraussetzung, den Körper an einem anderen Ort wieder exakt zusammenzusetzen.

Zumindest für die Quantenwelt bietet das Phänomen der Verschränkung aber einen Ausweg, der in der Forschung Quanten-Teleportation heißt. Dadurch gelingt es, die Eigenschaften eines Teilchens 1:1 auf ein anderes Teilchen zu übertragen. Ein Klon entsteht dabei nicht, denn gleichzeitig werden die Eigenschaften des Ursprungsteilchens quasi gelöscht. Quanten-Teleportation hat viele nützliche (und meist zukünftige) Anwendungen, etwa in der Kryptografie und in der Kommunikation, aber auch im blinden Cloud-Quantencomputing (der Rechner weiß nicht, was er rechnet – anders als heutige Cloud-Anwendungen).

Damit solche Anwendungen zuverlässig möglich sind, müssen die Forscher ein Hindernis überwinden: Im Quantenbereich gibt es normalerweise keinen Determinismus; eine kommerzielle Anwendung jedoch ist ohne Zuverlässigkeit ausgeschlossen.

Für die Quanten-Teleportation von Festkörper-Qubits zeigen nun Forscher in einem Science-Paper einen Weg, der diese Zuverlässigkeit herstellt. Das gelingt den Physikern vor allem, indem sie alle Schritte des Prozesses sauber trennen: Die Herstellung der Verschränkung, dann die Messung des Gesamt-Zustands und schließlich die Teleportation selbst. So gelang es im Experiment, den Quantenzustand immerhin über eine Entfernung von drei Metern zu übertragen.