Quanten-Boten kommunizieren doppelt so schnell
Um Information von Punkt A nach Punkt B und wieder zurück zu bringen, muss ein Informationsträger mit der Botschaft im Gepäck zunächst Punkt B und danach wieder Punkt A aufsuchen. Das legt zumindest der Hausverstand nahe.
Anderes aber gilt in der Quantenphysik, wie Forscher/innen des Wiener Instituts für Quantenoptik und Quanteninformation (IQOQI) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) und der Universität Wien nun herausfanden: Indem sie ein Quanten-Teilchen als Träger der Information in eine sogenannte Superposition brachten, konnten Botschaften zwischen Punkt A und Punkt B gleichzeitig und in beide Richtungen übertragen werden. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie kürzlich im Fachjournal „Physical Review Letters“.
Superposition macht Gleichzeitigkeit der Informationsübertragung möglich
Ein Gedankenspiel: Die beiden voneinander entfernten Partner/innen „Alice“ und „Bob“ müssen eine Frage gemeinsam und gleichzeitig beantworten, es steht aber nur ein Bote zur Verfügung. Während diese Herausforderung in der Welt der klassischen Physik nicht zu lösen ist und der Bote die Antworten nur nacheinander einholen kann, eröffnet die Quantenphysik eine andere Perspektive: die sogenannte Superposition.
Sie bezeichnet die quantenphysikalische Eigenschaft von Teilchen, sich an zwei Orten gleichzeitig aufhalten zu können. Werden einzelne Teilchen in diesen Zustand gebracht, sind sie in der Lage, Ereignisse, die klassischerweise aufeinander folgen, simultan herbeizuführen.
Dass dies auch für die Übertragung von Information gilt, wiesen nun die Forscher/innen von ÖAW und Universität Wien nach: Sie setzten ein einzelnes Quantenobjekt als Informationsträger in Superposition und konnten damit eine Zwei-Weg-Kommunikation zwischen voneinander entfernten Partner/innen simulieren.
„Werden Boten-Teilchen in den quantenphysikalischen Zustand der Superposition gebracht, zeigen sie erstaunliche Fähigkeiten beim Sammeln, Speichern und Übertragen von Information“, bestätigen die Studienautoren Flavio Del Santo und Borivoje Dakić.
Nicht nur, dass „Alice“ und „Bob“ in dem Gedankenspiel dank des Quanten-Boten die Frage also gemeinsam und gleichzeitig beantworten können, auch in der realen Welt eröffnet diese Erkenntnis zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten. So stellen insbesondere Kommunikationssysteme der Zukunft, die auf dieses quantenphysikalische Phänomen setzen, ein beträchtliches Steigerungspotenzial für die Effizienz digitaler Datenübertragungen in Aussicht.
Media Contact
Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie
Von grundlegenden Gesetzen der Natur, ihre elementaren Bausteine und deren Wechselwirkungen, den Eigenschaften und dem Verhalten von Materie über Felder in Raum und Zeit bis hin zur Struktur von Raum und Zeit selbst.
Der innovations report bietet Ihnen hierzu interessante Berichte und Artikel, unter anderem zu den Teilbereichen: Astrophysik, Lasertechnologie, Kernphysik, Quantenphysik, Nanotechnologie, Teilchenphysik, Festkörperphysik, Mars, Venus, und Hubble.
Neueste Beiträge
Diamantstaub leuchtet hell in Magnetresonanztomographie
Mögliche Alternative zum weit verbreiteten Kontrastmittel Gadolinium. Eine unerwartete Entdeckung machte eine Wissenschaftlerin des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme in Stuttgart: Nanometerkleine Diamantpartikel, die eigentlich für einen ganz anderen Zweck bestimmt…
Neue Spule für 7-Tesla MRT | Kopf und Hals gleichzeitig darstellen
Die Magnetresonanztomographie (MRT) ermöglicht detaillierte Einblicke in den Körper. Vor allem die Ultrahochfeld-Bildgebung mit Magnetfeldstärken von 7 Tesla und höher macht feinste anatomische Strukturen und funktionelle Prozesse sichtbar. Doch alleine…
Hybrid-Energiespeichersystem für moderne Energienetze
Projekt HyFlow: Leistungsfähiges, nachhaltiges und kostengünstiges Hybrid-Energiespeichersystem für moderne Energienetze. In drei Jahren Forschungsarbeit hat das Konsortium des EU-Projekts HyFlow ein extrem leistungsfähiges, nachhaltiges und kostengünstiges Hybrid-Energiespeichersystem entwickelt, das einen…