Artikel druckenJetzt ist sie auch schon wieder neun Jahre her, die erste Teleportation: 1997 transportierte ein Team um Anton Zeilinger, damals noch in Innsbruck, die Eigenschaften eines Photons (Lichtteilchens) ohne direkten Kontakt auf ein anderes Photon. Inzwischen haben andere Physiker den gleichen Trick - der über die Verschränkung zwischen Teilchen funktioniert - erfolgreich auf Materieteilchen (diesfalls Ionen) angewandt.
In zukünftigen Quantentechnologien sollen beide eine Rolle spielen: masselose Photonen und massive Teilchen. Diese eignen sich eher zur Speicherung von Information (und zum Rechnen), jene eher zur Übermittlung von Information, schon weil Licht bekanntlich ziemlich schnell unterwegs ist.
Die Frage drängt sich auf: Lässt sich ein Quantenzustand von Lichtteilchen auf materielle Teilchen - oder umgekehrt - durch Teleportation übertragen? Naheliegend scheint es, als zu übertragende Eigenschaft die Polarisation eines Photons zu nehmen, die ja dem Spin eines Elektrons entspricht.
Der Innsbrucker Physiker Klemens Hammerer, der soeben vier Jahre am Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching verbracht hat, hat sich dort eine andere Methode ausgedacht: "Das Team um Zeilinger hat Qubits, also diskrete Variablen, die sozusagen nur entweder null oder eins sein können, teleportiert; wir teleportieren kontinuierliche Variablen. Beides wird vermutlich in der Quantentechnologie eine Rolle spielen." Die kontinuierlichen Variablen sind in diesem Fall nicht die Eigenschaften von einzelnen Teilchen, sondern von ganzen Ensembles von Teilchen.
Entsprechend lief das nach den Konzepten von Hammerer und Ignacio Cirac von Physikern am Niels Bohr Institute in Kopenhagen durchgeführte, nun in Nature (443, S. 557) publizierte Experiment: Teleportiert wurde ein Quantenzustand eines Lichtpulses (Amplitude und Phase kombiniert) auf einen Quantenzustand eines Gases aus zirka 1012 (eine Million Millionen) Cäsium-Atomen in einem Magnetfeld. In diesem Feld sind die Spins aller Atome parallel, so entsteht ein "kollektiver Spin", dem man eine Amplitude und Phase zuordnen kann.
Mit diesem sowohl praktisch als auch in seiner Interpretation aufwendigen Experiment ist der "proof of principle" gelungen: Es geht, man kann von Photonen auf Materie "beamen". Jetzt geht's ans Verfeinern. tk