Mittwoch, 1. April 2015

Was ist eine Quantenteleportation

Kurz: Quantenteleportation ist die Übertragung von Quantenzuständen mithilfe einer sofortigen (bzw. instantanen) Zustandsänderung miteinander verschränkter Quantensysteme.
Hintergrund: Der Traum vom Beamen rückt näher - wenn auch nur von Daten. Zumindest wurde wieder ein neuer Übertragungsrekord aufgestellt.

Die Quantenphysik an sich bietet eine Beschreibung der Welt auf kleinsten Skalen und macht dazu seltsame Aussagen, die unser Verständnis der Welt und ihrer Logik ernsthaft herausfordern. Besonders schwierig zu erklären ist das Phänomen der Verschränkung, das in den vergangenen 30 Jahren intensiv erforscht worden ist. Verschränkte Teilchen scheinen sich zufällig zu verhalten, dennoch über weite Distanzen hinweg voneinander zu wissen, sodass ihr Verhalten korreliert ist (=Nichtlokalität).

Die "Nichtlokalität" ist mehr als nur eine abstrakte und erstaunliche Seltsamkeit oder ein Paradoxon. Sie stellt die normale Physik (klassische Physik)* vor unlösbare Denk-Probleme. Nur der Quantenphysiker traut sich an das faszinierendsten Gebiete der modernen Physik heran.
Durch das Phänomen der Verschränkung wird u.a. auch "Quantenteleportation" möglich, deren unermessliche Möglichkeiten selbst von Science-Fiction Autoren nur erahnt werden kann.

Quantenkommunikation: Die Möglichkeit der Datenübertragung in Echtzeit rückt näher – zumindest brachen die Physiker um Nicolas Gisin von der Université de Génève ihren eigenen, vorherigen Rekord einer Quantenteleportation von sechs Kilometern. 2014 gelang es ihnen, den Quantenzustand eines Photons über 25 Kilometer hinweg verzögerungsfrei in einem Glasfaserkabel auf einen Kristall zu übertragen, ohne dass dieser sich unterwegs verändert. Der Kristall dient dabei als eine Art spezieller Datenspeicher, der die Informationen des Photons aufnimmt und speichert, ohne dass die beiden direkt miteinander in Kontakt geraten. Laut der Theorie hinter der Quantenteleportation verhalten sich kleinste Teilchen selbst über große Strecken wie Zwillinge, wenn sie miteinander verschränkt sind (siehe auch Quantenverschränkung). ...


Während ihres Versuchs schickten die Forscher um Nicolas Gisin zwei verschränkte Photonen auf die Reise – eines durchquerte die 25 Kilometer lange optische Glasfaserkabel, während das andere mit derselben Quanteninformation in den Kristall gesendet wurde. Dann jagten die Wissenschaftler ein drittes Photon in die Glasfaser, um damit das andere darin befindliche Photon auszulöschen. Diese Kollision wurde analysiert und zeigte, dass die Information des dritten Photons nicht zerstört wurde, sondern auf den Kristall mit dem zweiten "verschränkten" Photon übergegangen war, die Information wurde also regelrecht teleportiert.
Quelle: Université de Génève / Wiki / u.a.
Link: http://de.wikipedia.org/wiki/Quantenteleportation
Link: QuantumLab, Uni-Erelangen
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* Die klassische Physik umfasst die Teilgebiete der Physik, die ohne die Konzepte der Quantisierung und der vierdimensionalen Raumzeit auskommen.
(Anmerkung: Dabei muss man bedenken, dass es hier auch um viel Geld geht, denn ca. 40-45% des gesamten weltweiten Bruttosozialproduktes entstehen schon heute auf den Grundlagen der Quantentheorie. Tendenz steigend!)