"Beam"-Experimente über Wien

Die auch über die Fachwelt hinaus bekannt gewordenen Teleportationsexperimente des Wiener Physikers Anton Zeilinger gewinnen an Distanz.

Nach erfolgreichen Beam-Versuchen über die Donau peilt der "Herr der Quanten" nun zwei Türme an. Der Physiker möchte mit seinen Mitarbeitern Photonen vom "Millennium Tower" [Wien-Brigittenau] zum "Twin Tower" [Wien-Favoriten] teleportieren.

Ausgangspunkt der Versuche soll die Kuffner-Sternwarte [Wien-Ottakring] sein, berichtete der Wissenschaftler vom Insitut für Experimentalphysik der Universität Wien bei einer Diskussionsveranstaltung im Rahmen der Wiener Wissenschaftstage.

Teleportation: Wiener Physiker erhöhen Effizienz des "Beamens"

Verschränkung von Lichtteilchen

Voraussetzung für die Experimente ist die so genannte Verschränkung von Lichtteilchen, ein Phänomen aus der Quantenwelt. Die beiden Teilchen [Quanten] werden in einer Lichtquelle - etwa einem Laser - erzeugt und können dann in verschiedenen Richtungen auf die Reise geschickt werden.

Wie weit sie sich auch von einander entfernen, sie bleiben wie über einen unsichtbaren Faden miteinander verbunden. Manipuliert man eines der beiden Quanten, so hat das augenblicklich auch Auswirkungen auf das Geschwisterteilchen.

Neben den Grundlagenforschern verfolgen auch IT-Entwickler die Versuche mit Interesse. Die Verschränkung könnte auch für die Verschlüsselung von Daten verwendet werden.

Ein Experimentator kann am Punkt A [im Fachjargon meist "Alice" genannt] eine Abfolge von Manipulationen an Teilchen anstellen, dieser Code würde zur gleichen Zeit am Punkt B [Bob] entstehen. Ein Abhören wäre unmöglich, da jede Messung die Anordnung unweigerlich stört.

Quantenkommunikation: Erstmals im freien Raum

Aus dem Labor in die Stadt

Zeilinger hat die Verschränkung in den vergangenen Jahren immer wieder eingesetzt, um etwa Teleportationsversuche anzustellen. Dabei gelang es den Wiener Physikern, einen Quantenzustand - etwa eine bestimmte Polarisation - über ein Hilfsphoton exakt auf ein drittes Lichtteilchen zu übertragen.

Nach anfänglichen Laborexperimenten schlossen die Wiener Forscher im Sommer erfolgreich Versuche ab, bei denen die Quanten über eine Strecke von etwa 500 Metern frei durch die Luft über die Donau geschickt wurden.

Jetzt gehe es um Distanzen von einigen Kilometern, berichtete Zeilinger. Sind die Versuche erfolgreich, so ist man damit nicht mehr weit von der Übertragung von verschränkten Teilchen über Satelliten entfernt, denn dafür müssten von Bodenstationen aus ebenfalls nur wenige Kilometer dichter Luftschichten überwunden werden.

Gelingen die Experimente zwischen den Türmen wäre damit laut Zeilinger der Nachweis erbracht, dass das auch zwischen Bodenstation und Satelliten funktionieren würde - "und das ist dann der nächste Schritt".

Verschränkung liegt in der Luft