RPI legt Grundstein für zukünftige vernetzte Quantensysteme:
Die Entwicklung zuverlässiger und skalierbarer Quantennetzwerke gehört zu den größten Herausforderungen der modernen Physik. Eine zentrale Voraussetzung dafür ist die Nutzung verschränkter Teilchen: Sie ermöglichen die schnelle und abhörsichere Übertragung von Quanteninformationen auch über große Distanzen. Doch die Verschränkung geht verloren, sobald ein Teilchenpaar zur Kommunikation verwendet wird, was bedeutet, dass es für weitere Aufgaben im Netzwerk nicht mehr nutzbar ist.
Ein Forscherteam des Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) arbeitet seit Jahren an der Entwicklung von Quantennetzwerken und hat 2025 zwei neue Studien veröffentlicht – erschienen im Januar in Physical Review Letters und im Februar in Science Advances. Die Ergebnisse bringen die Verwirklichung vernetzter Quantensysteme ein gutes Stück voran. In den Arbeiten stellt das Team eine neue Strategie vor, mit der sich nach der Nutzung neue Verschränkungen herstellen lassen. So bleibt das Netzwerk dauerhaft funktionsfähig, und eine stabile Kommunikation ist möglich, ohne das System zu überlasten.
Besonders bemerkenswert ist der Einsatz einer „Multiplexing“-Strategie: Statt sich auf nur einen Übertragungspfad zu beschränken, werden mehrere Pfade parallel verwendet. Diese Redundanz verringert Störungen und Fehler und stellt sicher, dass die Verschränkung auch unter schwierigen Bedingungen und bei wachsender Komplexität des Netzwerks zuverlässig erhalten bleibt. Dieser Fortschritt stellt einen wichtigen Schritt hin zu groß angelegten Quantensystemen dar, in denen Quanteninformationen abhörsicher verarbeitet und ausgetauscht werden können.
Quellennachweise: https://www.newswise.com/articles/rpi-researchers-make-strides-toward-quantum-networking; https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adt2404; https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.134.030803
