Wissenschaftler:innen tele­por­tie­ren Quan­ten quer durch Saar­brü­cken

For­schen­de der Uni­ver­si­tät des Saar­lan­des (UdS) haben einen wich­ti­gen Durch­bruch in der Quan­ten­kom­mu­ni­ka­ti­on erzielt, indem sie über eine 14 km lan­ge Glas­fa­ser­ver­bin­dung, das “Saar­brü­cken Quan­tum Com­mu­ni­ca­ti­on Fiber Test­bed”, Quan­ten­ver­schrän­kung und Tele­por­ta­ti­on demons­triert haben. Die Phy­si­ker um die Pro­fes­so­ren Dr. Jür­gen Esch­ner und Dr. Chris­toph Becher nutz­ten dabei Pho­to­nen­paa­re, bei denen die Zustän­de zwei­er Licht­teil­chen ver­schränkt sind, d. h., ihre Zustän­de sind zwar zufäl­lig, aber immer mit­ein­an­der kor­re­liert. Eines der ver­schränk­ten Pho­to­nen wird über die Glas­fa­ser zur Hoch­schu­le für Tech­nik und Wirt­schaft (htw) über­tra­gen, wäh­rend das ande­re im Labor der UdS mit einem ein­zel­nen Atom inter­agiert. Die­se Inter­ak­ti­on ermög­licht die Tele­por­ta­ti­on des Zustands des Atoms auf das Pho­ton an der htw – ein bemer­kens­wer­ter Schritt für zukünf­ti­ge Quan­ten­kom­mu­ni­ka­ti­ons­netz­wer­ke. Die Ergeb­nis­se des Expe­ri­ments wur­den nun in einem Paper ver­öf­fent­licht.

Beson­ders her­aus­for­dernd war, dass die Glas­fa­ser­ver­bin­dung zum Teil ober­ir­disch ver­läuft und damit äuße­ren Ein­flüs­sen wie Wind und Wet­ter aus­ge­setzt ist, was die Über­tra­gung von Infor­ma­ti­on auf den emp­find­li­chen Licht­teil­chen erschwert. Um dies zu bewäl­ti­gen, haben die Wissenschaftler:innen kon­ti­nu­ier­lich poten­zi­el­le Stör­ein­flüs­se gemes­sen und kom­pen­siert. Dies macht die Ergeb­nis­se des Expe­ri­ments beson­ders wert­voll, da sie zei­gen, dass Quan­ten­kom­mu­ni­ka­ti­on auch unter schwie­ri­gen Bedin­gun­gen mög­lich ist. Die For­schen­den pla­nen nun, die Quan­ten­ver­schrän­kung zur Erstel­lung von Quan­ten­schlüs­seln für eine siche­re Infor­ma­ti­ons­über­tra­gung zu nut­zen. Zudem soll das Saar­brü­cker Test­bed zukünf­tig Teil eines deutsch­land­wei­ten Quan­ten­netz­werks wer­den, das für gesi­cher­te Kom­mu­ni­ka­ti­on und Daten­aus­tausch zwi­schen Quan­ten­com­pu­tern ver­wen­det wird. Wei­te­re Infor­ma­tio­nen zur Ver­öf­fent­li­chung des Papers fin­den sich hier.

Abbil­dung: Stre­cken­ver­lauf der ca. 14,4 Kilo­me­ter lan­gen Glas­fa­ser­ver­bin­dung von der Uni­ver­si­tät des Saar­lan­des (UdS) bis zur Hoch­schu­le für Tech­nik und Wirt­schaft (htw) in Saar­brü­cken. Unter­ir­di­sche Abschnit­te sind in rot und ober­ir­di­sche Abschnit­te in blau dar­ge­stellt (Kar­ten­da­ten: © Open­Street­Map).

Urhe­ber der Abbil­dung: © Uni­ver­si­tät des Saar­lan­des

Quel­len­nach­weis: https://www.uni-saarland.de/aktuell/quanten-teleportation-34247.html