Lokale Teleportation per klassischer Verschränkung
Informationsübertragung ohne Zeitverlust – und ohne Quanteneffekte.
Das Konzept der Teleportation funktioniert nicht nur in der Welt der Quanten, sondern auch in der klassischen Welt. Das zeigen Experimente eines Forscherteams der Uni Jena. „Beam me up, Scotty“ – auch wenn Captain Kirk diesen Satz so nie gesagt haben soll, hält er sich als geflügeltes Wort bis heute. Alles nur Science Fiction, erdacht in den 60er Jahren des vergangenen Jahrhunderts? Nicht ganz: Physiker sind tatsächlich in der Lage, zwar keine massiven Teilchen, so aber doch deren Eigenschaften zu teleportieren.
Abb.: Schematischer Versuchsaufbau für die klassische Teleportation mit Laserstrahlen. (D. Guzman-Silva et al., U. Jena)
„Viele der damals revolutionär anmutenden Ideen aus der Star-Trek-Serie sind inzwischen Realität geworden“, sagt Alexander Szameit von der Uni Jena. „Sich selbst öffnende Türen, die Videotelefonie oder das aufklappbare Handy, all das haben wir zuerst in der Enterprise gesehen.“ Warum also nicht auch teleportieren? „Elementarteilchen wie Elektronen oder Lichtteilchen existieren per se in einem räumlich nicht abgegrenzten Zustand“, so Szameit. Daher sei es für solche Teilchen möglich, mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit zeitgleich an unterschiedlichen Orten zu sein. „Innerhalb eines solchen, über mehrere Orte verteilten Systems, lassen sich Informationen von einem Ort zum anderen ohne Zeitverlust übertragen.“ Dieser Vorgang ist als Quantenteleportation bereits seit einigen Jahren bekannt.
Das Forscherteam um Star-Trek-Fan Szameit hat nun erstmals experimentell demonstriert, dass das Konzept der Teleportation auch in der klassischen Welt funktioniert. Dazu nutzten die Wissenschaftler eine besondere Form von Laserstrahlen. „Ähnlich wie die physikalischen Zustände in einem Elementarteilchen lassen sich auch die Eigenschaften von Lichtstrahlen miteinander verschränken“, erklärt Team-Mitglied Marco Ornigotti. Die Verschränkung kann als eine Art Kodierung angesehen werden. „Man verknüpft die zu übertragende Information mit einer bestimmten Eigenschaft des Lichts“, so Ornigotti.
Im konkreten Fall haben die Forscher Information in einer bestimmten Polarisationsrichtung des Laserlichts kodiert und diese mittels Teleportation auf die Form des Laserstrahls übertragen. „Bei dieser Form der Teleportation können wir jedoch nicht beliebige Distanzen überspringen“, schränkt Szameit ein. „Im Gegenteil, die klassische Teleportation funktioniert ausschließlich lokal.“ Doch genau wie bei der Quantenteleportation erfolgt die Informationsübertragung vollständig und sofort, ohne jeglichen Zeitverlust. Das mache eine solche Informationsübertragung für mögliche Anwendungen etwa in der Telekommunikation hochinteressant, wie Szameit unterstreicht.
FSU / RK
