Wissenschaftler haben einen Durchbruch in der Quantenkommunikation und -verarbeitung erzielt, indem sie einen Teleporter und eine paradoxe Katze benutzten.
Der Durchbruch ist die erstmalige Übertragung – oder Teleportation – von einem besonders komplexen Datensatz aus Quanteninformationen von einem Punkt zum anderen. Er ebnet den Weg für präzise Hochgeschwindigkeitstransmissionen großer Daten-mengen wie etwa Quantenchiffrierungsschlüssel, durch Quantenkommunikationsnetzwerke.
Teleportation – die Übertragung von Quanteninformationen von einem Ort zum anderen mittels normaler, „klassischer“ Kommunikation – ist eine der grundlegenden Quantenkommunikations-technologien.
Die Katze in der Gleichung war keine lebende, atmende Katze, sondern „Wellenpakete“ aus Licht, die das berühmte „Gedankenexperiment“, bekannt als „Schrödingers Katze“ repräsentieren. Schrödingers Katze war ein Paradoxon, welches im frühen 20. Jahrhundert von dem Physiker Erwin Schrödinger postuliert wurde, um die Situation zu beschreiben, in der normale, „klassische“ Objekte in einer Quanten-„Superposition“ existieren und zwei Zustände zur selben Zeit einnehmen können. (Anm. d. Red.: In dem Gedankenexperiment war die Katze gleichzeitig tot und lebendig, siehe Schrödingers Katze bei Wikipedia.)
Professor Elanor Huntington von der School of Engineering and Information Technology der Australian Defence Force Academy (ADFA) auf dem Canberra Campus der University of New South Wales (UNSW) war Teil eines Teams unter der Leitung von Wissenschaftlern der University of Tokyo. Sie sagt, die Leistung des Teams sei ein weiterer Schritt in Richtung der Konstruktion eines superleistungsfähigen Quantencomputers und der Übertragung von Quanteninformationen.
Eine der gegenwärtigen Beschränkungen von Hochgeschwindigkeits-Quantenkommunikation ist, dass einige Informationen während des Teleportationsprozesses verloren gehen. Es ist das Star Trek-Äquivalent von einer Crew, die auf einen Planeten hinunter beamt, aber deren Organe verschwinden oder am falschen Ort materialisieren. Wir sprechen über Informationen, aber das Prinzip ist dasselbe – es erlaubt uns, die Integrität von Übertragungen zu gewährleisten.
„Praktisch jede Quantentechnologie beruht auf Quantenteleportation. Der Wert dieser Entdeckung ist es, dass sie es uns erlaubt, zum ersten Mal schnell und zuverlässig Quanteninformationen umherwandern zu lassen. Diese Informationen können von Licht übertragen werden und es ist ein leistungsfähiger Weg, um Informationen darzustellen und weiterzuverarbeiten. Dieser Prozess bedeutet, dass wir in der Lage sein werden, Blöcke aus Quanteninformationen in einem Computer oder innerhalb eines Netzwerks umherwandern zu lassen, genau wie wir es heute mit existierenden Computertechnologien tun.“
„Wenn wir das tun können, dann können wir auch praktisch jede andere Form von Kommunikation betreiben, die für jede Quantentechnologie benötigt wird.“
Die Experimente wurden mit einer Konstruktion namens „The Teleporter“ im Labor von Professor Akira Furusama am Department of Applied Physics der University of Tokyo durchgeführt.
Professor Huntington, die ein Forschungsprogramm für das Centre for Quanten Computation and Communication leitet, entwickelte gemeinsam mit dem Doktoranden James Webb den für die Hochgeschwindigkeitskommunikation verantwortlichen Teil des „Teleporters“ an der UNSW.
Die Forschungsarbeit wurde in der April-Ausgabe des Journals Science veröffentlicht.
Quelle: http://www.unsw.edu.au/news/pad/articles/2011/apr/Quantum_teleport_paper.html
(THK)
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