Erster Schritt zum "Beamen" von Materie

Dänischen Physikern ist ein Experiment gelungen, das sie für einen wichtigen Durchbruch in der Erforschung der Teleportation halten.

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Dänischen Physikern ist die Verschränkung von etwa 1012 Atomen gelungen. Die Wissenschaftler halten das Experiment für einen wichtigen Durchbruch in der Quanteninformationsverarbeitung und Erforschung der Teleportation. Brian Juulsgard und seine Kollegen von der Universität Aarhus berichten im Fachmagazin Nature von ihrem ihrem Experiment – der bisherige Rekord bei der Verschränkungen lag bei einigen wenigen Atomen. Die Forscher konnten die Verschränkung eine halbe Millisekunde lang aufrecht erhalten.

An Stelle einer Bewegungsgleichung, die beschreibt, an welchem Ort zu welcher Zeit sich ein Teilchen befindet, tritt in der Quantenmechanik die Schrödingergleichung mit der so genannten Wellenfunktion. Die Wellenfunktion ergibt eine komplexe Zahl – eine komplexe Funktion ist für unsere Alltagserfahrung allerdings nicht greifbar. Erst das Quadrat des Funktionswertes der Wellenfunktion gibt nach der so genannten Kopenhagener Deutung der Quantenmechanik die Wahrscheinlichkeit an, ein Teilchen an einem bestimmten Ort zu einer bestimmten Zeit zu finden. Eine genaue Vorhersage, wo sich das Teilchen exakt aufhält, ist praktisch nie möglich.

Um die Sache noch komplizierter zu machen, kann sich ein quantenmechanisches System zugleich in mehreren verschiedenen Zuständen befinden, was als Superposition bezeichnet wird. Erst bei einer Beobachtung trifft man das System in einem bestimmten Zustand an. Die "Essenz der Quantenphysik", wie es Erwin Schrödinger genannt hat, offenbart sich aber in der Verschränkung. Dabei sind sogar verschiedene Systeme in einer gemeinsamen Superposition. Es entscheidet dann bereits die Messung an einem System auch den Zustand des anderen Systems: Wird beispielsweise bei zwei verschränkten Teilchen der Spin eines der beiden Teilchen gemessen, dann muss auch der Spin des zweiten Teilchens augenblicklich denselben Spinzustand annehmen – auch wenn die beiden verschränkten Teilchen Tausende von Kilometern voneinander entfernt sind. Anton Zeilinger und sein Team an der Universität Innsbruck konnten 1997 erstmals eine solche "Teleportation" experimentell nachweisen.

Siehe auch Telepolis: Beam me up (wst)