Physiker sind schon länger in der Lage, zwar keine massiven Teilchen, aber deren Eigenschaften zu "beamen" oder zu teleportieren, wie es in der Fachsprache heißt.
Was bereits möglich ist
Können Elementarteilchen zeitgleich an unterschiedlichen Orten sein? Ja, erklärt Alexander Szameit von der Friedrich-Schiller-Universität Jena, denn Elektronen oder Lichtteilchen existieren an sich in einem räumlich nicht abgegrenzten Zustand. "Innerhalb eines solchen, über mehrere Orte verteilten Systems, lassen sich Informationen von einem Ort zum anderen ohne Zeitverlust übertragen." Dieser Vorgang ist als sogenannte Quantenteleportation bereits seit einigen Jahren bekannt.
Der praktische Nutzen
Und was bringt diese Art der Teleportation? Genau wie im Teleporter des berühmten "Raumschiffs Enterprise" oder bei der Quantenteleportation erfolgt die Informationsübertragung vollständig und sofort, ohne jeglichen Zeitverlust. Das macht eine solche Informationsübertragung für mögliche Anwendungen, etwa in der Telekommunikation, hochinteressant. So kann der Mechanismus beispielsweise bei der Übertragung von Internet eingesetzt werden, wie Szameit gegenüber "MDR" mitteilt: Man könne durch ihre Erfindung frei wählen, ob man das Internet über Fasern oder via Satellit übertragen will. Normalerweise gebe es Verluste, wenn man die Information von der einen Form der Übertragung auf die andere umschaltet. Und genau das könne man durch die klassische Teleportation umgehen, indem Informationen verlustfrei übertragen werden.
Ein Schritt in Richtung Beamen
Die Forscher der Universität Jena haben nun erstmals experimentell demonstriert, dass das Konzept der Teleportation nicht nur in der Welt winziger Quantenteilchen, sondern auch in unserer klassischen Welt Bestand hat. Sie haben damit einen ersten Schritt in Richtung Beamen gemacht:
Dem Team um Alexander Szameit ist es gelungen, Informationen vollständig und ohne Zeitverlust zu teleportieren. "Wir haben einen neuen Mechanismus erfunden, mit dem man Informationen verlustfrei übertragen kann", sagt Szameit gegenüber dem deutschen Sender "MDR". Bisher habe man gedacht, dass dieser Mechanismus nur in der mikroskopischen Welt der Atome und Elektronen funktioniert und mit ihrer Erfindung hätten sie gezeigt, dass man das auch auf die makroskopische Welt der großen Objekte übertragen konnten. Dazu haben die Experten einen besonderen Laserstrahl genutzt. "Ähnlich wie die physikalischen Zustände in einem Elementarteilchen, lassen sich auch die Eigenschaften von Lichtstrahlen miteinander verschränken", erklärt Projektmitarbeiter Marco Ornigotti.
Als "Verschränkung" bezeichnen die Physiker eine Art Kodierung. "Man verknüpft die zu übertragende Information mit einer bestimmten Eigenschaft des Lichts", unterstreicht Ornigotti, der die Experimente für die nun vorgelegte Studie geleitet hat. Im konkreten Fall haben die Physiker Information in einer bestimmten Polarisationsrichtung des Laserlichts kodiert und diese mittels Teleportation auf die Form des Laserstrahls übertragen. Das berichten die Wissenschaftler im international renommierten Fachmagazin "Laser & Photonics Reviews". Die Informationsübertragung lässt sich mit freiem Auge an der Veränderung des Laserlichts erkennen.
"Bei dieser Form der Teleportation können wir jedoch nicht beliebige Distanzen überspringen", schränkt Physik-Professor Alexander Szameit ein: "Im Gegenteil, die klassische Teleportation funktioniert ausschließlich lokal."
