Beamen
Können wir Menschen beamen?
In Star Trek verschwinden Menschen an einem Ort und erscheinen an einem anderen wieder. In der Forschung gibt es tatsächlich „Quantenteleportation“. Dahinter steckt allerdings etwas anderes.
Was wird bei der Quantenteleportation übertragen?
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Wie funktioniert das?
Übertragen wird der Quantenzustand eines Teilchens auf ein anderes. Das Teilchen selbst reist dabei nicht von A nach B.
So funktioniert das Prinzip
- Verschränkung: Ein gemeinsam verschränktes Teilchenpaar steht bereit.
- Messung: Am Ausgangsort wird gemessen. Die Ergebnisse werden auf gewöhnlichem Weg weitergegeben.
- Wiederherstellung: Mithilfe dieser Ergebnisse wird am Ziel der ursprüngliche Quantenzustand hergestellt.
Die Messdaten allein reichen dafür nicht aus. Auch die Verschränkung wird gebraucht. Es entsteht keine zusätzliche Kopie des ursprünglichen Zustands.
Von der Idee zum Experiment
1997 gelang einem Forschungsteam um Anton Zeilinger ein erstes Experiment zur Quantenteleportation: Ein Quantenzustand wurde auf ein anderes Teilchen übertragen.
Das war kein Beamen wie in Star Trek. Es zeigte einen realen Weg, Quanteninformation zu übertragen.
Woran wird heute geforscht?
Die Übertragung von Quantenzuständen ist ein Baustein für mögliche Quantennetzwerke. Diese Forschungsrichtungen zeigen, worum es geht:
Quanteninformation übertragen
Wie lässt sich ein Quantenzustand an einem anderen System herstellen? Dafür werden Verschränkung und gewöhnlich übermittelte Messdaten kombiniert.
Quantensysteme verbinden
Räumlich getrennte Systeme sollen in größeren Quantennetzwerken zusammenarbeiten können. Quantenteleportation bietet dafür einen möglichen Baustein.
Verteilt rechnen
NIST demonstrierte 2019 eine Quanten-Rechenoperation zwischen getrennten Ionen. Solche Verfahren könnten Rechenoperationen über mehrere Teile eines Quantencomputers ermöglichen.
Das sind Forschungsansätze zur Verarbeitung von Quanteninformation. Sie sind keine Vorstufe zum Beamen von Menschen.
Quellen & weiterführende Informationen
Die fünf Originalquellen zu Vitrine 123. Die Quellenangaben dienen als Nachweis; für die Nutzung dieser Seite ist keine Internetverbindung nötig.
Smithsonian · Star Trek
https://airandspace.si.edu/explore/stories/star-trek
Smithsonian · Science-Fiction und moderne Technik
https://airandspace.si.edu/learn/programs/soar-together/sci-fi-modern-tech
IBM Quantum · Quantenteleportation
https://quantum.cloud.ibm.com/learning/en/courses/basics-of-quantum-information/entanglement-in-action/quantum-teleportation
Österreichische Akademie der Wissenschaften · Experiment von 1997
https://www.oeaw.ac.at/detail/news/quantenverschraenkung-teil-zwei-des-fundaments
NIST · Quantenoperation zwischen getrennten Ionen (2019)
https://www.nist.gov/news-events/news/2019/05/nist-physicists-teleport-logic-operation-between-separated-ions