Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

"Weh dem, der lügt"

22.02.2008
Stellen Sie sich vor, zwei Bekannte behaupten unabhängig voneinander, sie hätten sich auf einen Ort für ein gemeinsames Treffen geeinigt - aber jeder nennt Ihnen einen anderen. Wie finden Sie heraus, welcher der beiden lügt?

Und wie können Sie dann wenigstens den Ehrlichen doch noch treffen? Eine internationale Forschergruppe um Prof. Harald Weinfurter (Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching und Ludwig-Maximilians-Universität München) hat jetzt ein neuartiges Quantenprotokoll entwickelt, das Ihnen diese Entscheidung ermöglicht (Phys. Rev. Lett., 22. Januar 2008).

In der klassischen Kommunikationstheorie werden Probleme dieser Art, die zum Beispiel bei der Kommunikation zwischen Computern, beim fehlertoleranten Rechnen in Netzwerken oder etwa beim Abgleich bzw. der Übertragung von Daten auftreten, auch als "Byzantinische Vereinbarung" bezeichnet.

Das Problem, den Fehler bzw. Lügner bei der Kommunikation zwischen genau drei Parteien A, B und C zu entlarven, ist nur dann zu lösen, wenn gleichzeitig mit der Botschaft eine Art Code, eine Liste von Zahlen, weiter gegeben wird. Diese verschiedenen Listen müssen streng miteinander korreliert sein. Aber wie erzeugen wir diese Listen und wie stellen wir sicher, dass diese Listen nicht auch manipuliert wurden? Die Antwort darauf gibt uns die Quantentheorie: Streng korrelierte Listen lassen sich mit Hilfe von verschränkten Quantenteilchen erzeugen.

... mehr zu:
»Photon »Qubit

Quantenkommunikation zwischen zwei Systemen mit Hilfe von zwei miteinander verschränkten Photonen ist mittlerweile fast Stand der Technik. Für die Kommunikation zwischen drei Partnern müssen aber neue Methoden entwickelt werden. Idealerweise würde man hier mit Triple-Zuständen aus dreiwertigen Quantenzuständen (sogenannten Qutrits) arbeiten. Die sind jedoch experimentell nur schwierig zu erzeugen. Das Münchner Protokoll geht auf den Vorschlag des theoretischen Physikers Adán Cabello von der Universität Sevilla zurück. Es basiert auf der Verwendung von vier miteinander verschränkten, zweiwertigen Quantenteilchen, also Qubits. Zwei davon werden an A geschickt, eines jeweils an B und C.

Dem Team von Prof. Harald Weinfurter gelang es, dieses Konzept am Max.Planck-Insitut für Quantenoptik experimentell umzusetzen. Die physikalischen Qubits werden hier durch polarisierte Photonen dargestellt, d.h. die Zustände 0 und 1 entsprechen vertikaler bzw. horizontaler Polarisation. Um den Zustand einer "Quadriga" aus vier miteinander verschränkten Photonen zu erzeugen, benutzen die Forscher nichtlineare Kristalle und helle Laserpulse. Nachdem die vier Lichtquanten verteilt wurden, messen die Partner unabhängig voneinander deren Polarisation. Aufgrund der Verschränkung zwischen allen vier Photonen sind die Messergebnisse streng korreliert. Ein Vergleich von Testbits miteinander erlaubt es den Partnern - ähnlich wie in der Quantenkryptographie - die Sicherheit der Verteilung zu prüfen. Sie erhalten damit Listen, die für die Entlarvung des Lügners perfekt geeignet sind. [O.M.]

Originalveröffentlichung:
Sascha Gärtner, Mohamed Bourenanne, Christian Kurtsiefer, Adán Cabello, and Harald Weinfurter
"Experimental Demonstration of a Quantum Protocol for Byzantine Agreement and Liar Detection "

Phys. Rev. Lett., 22.02.2008

Kontakt:

Prof. Harald Weinfurter
Department für Physik
Schellingstraße 4
80799 München
Telefon: +49 - 89 / 2180 2044
E-Mail: harald.weinfurter@physik.uni-muenchen.de
Dr. Olivia Meyer-Streng
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Quantenoptik,
Hans-Kopfermann-Straße 1
85748 Garching
Telefon: +49 - 89 / 32905 213
Fax: +49 - 89 / 32905 200
E-Mail: olivia.meyer-streng@mpq.mpg.de

Dr. Olivia Meyer-Streng | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpq.mpg.de

Weitere Berichte zu: Photon Qubit

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Waschen für die Mikrowelt – Potsdamer Physiker entwickeln lichtempfindliche Seife
02.12.2016 | Universität Potsdam

nachricht Quantenreibung: Jenseits der Näherung des lokalen Gleichgewichts
01.12.2016 | Forschungsverbund Berlin e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie