Wiener Quantenphysiker zähmen den Zufall

[WeitraLord]

Wiener Quantenphysiker zähmen den Zufall

Ein Wiener Forscherteam um Philip Walther und Anton Zeilinger hat einen weiteren wichtigen Schritt auf dem Weg zur praktischen Anwendung der Quantenkommunikation geschafft. Es gelang den Wissenschaftlern, eine Quelle für verschränkte Photonenpaare zu schaffen, bei der es möglich ist, den Zeitpunkt der Emission dieser miteinander verbundenen Teilchen exakt festzustellen.

Außerdem ermöglicht es das Konzept, Aussagen über den Zustand verschränkter Photonen zu treffen, ohne dazu eine Messung durchführen zu müssen.

Die Wissenschaftler der Fakultät für Physik der Universität Wien und des Instituts für Quantenoptik und Quanteninformation der Österreichischen Akademie der Wissenschaften arbeiten dabei mit Hilfsteilchen, die einen Rückschluss auf den Zustand des Photonenpaars erlauben. Während bei früheren Experimenten immer nur ein verschränktes Photonenpaar zufällig von einer Quelle erzeugt werden konnte, generieren die Forscher im Rahmen ihrer neuen Methode immer sechs Photonen, von denen vier als Hilfsteilchen dienen.



Das Hilfsphotonen-Quartett

Wenn eine gleichzeitige Emission von vier Hilfsphotonen vorliegt, dann können die Wissenschaftler aufgrund der Konfiguration des Experiments davon ausgehen, dass es sich bei den restlichen beiden Photonen um ein verschränktes Paar handelt. Damit wird nicht nur das Vorhandensein von Quantenbits berechenbar, sondern das Teilchenpaar bleibt auch intakt, weil sein Zustand nicht durch eine Messung festgelegt wird.

Verschränkung ist eine Eigenschaft der Quantenmechanik, die kaum mit dem alltäglichen Verständnis der Welt vereinbar ist und kein Gegenstück in der klassischen Physik besitzt. Sind zwei Lichtteilchen (Photonen) miteinander verschränkt, so bleiben sie über beliebige Distanzen verbunden. Führt man beispielsweise eine Messung des Polarisationszustandes an einem der beiden Teilchen durch, so ändert sich auch der Zustand des anderen Teilchens.


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