Bei der Quantenverschränkung bleiben zwei oder mehrere Teilchen auf scheinbar paradoxe Weise auch über große Distanzen miteinander verbunden. Dies erlaubt ihnen scheinbar, einander ohne Zeitverzögerung zu beeinflussen. Könnte man etwa zwei Münzen verschränken, hätte das bei einem Münzwurf folgende Auswirkungen: Sobald man bei einer Münze nachschaut und sieht, dass es Kopf ist, liegt augenblicklich auch bei der anderen Münze Kopf oben - auch wenn diese beliebig weit entfernt ist.
"Wie Würfel mit 100 Seiten"
Bei Münzen gibt es nur die Möglichkeit Kopf oder Zahl, es würde sich dabei um eine zweidimensionale Verschränkung handeln. Könnte man Spielwürfel verschränken, wäre es - wegen der sechs Möglichkeiten - eine sechsdimensionale Verschränkung.
Einem Forscherteam um Anton Zeilinger vom Institut für Quantenoptik, Quantennanophysik und Quanteninformation der Universität Wien ist es nun gelungen, Lichtteilchen (Photonen) mindestens 100-dimensional zu verschränken. "Man kann sich das wie zwei Würfel vorstellen, die mindestens 100 unterschiedliche Seiten haben und trotzdem beim Wurf immer die gleiche Augenzahl zeigen, wobei die einzelnen Würfel vor der Messung keine definierte Augenzahl haben", sagte Mario Krenn, Erstautor der Arbeit und Doktorand in Zeilingers Gruppe, im Gespräch mit der APA.
Anwendung: Kryptographie
"Dass wir erstmals einen solchen Grad an Komplexität mit zwei Photonen erreicht haben, ist ein wesentlicher Fortschritt, nicht zuletzt hinsichtlich praktischer Anwendungen", erklärte Zeilinger in einer Aussendung. So werden etwa Verschränkungszustände von Photonen in der Quantenkryptographie dazu genutzt, verschlüsselte Nachrichten so gegen Lauschattacken zu schützen, dass ein ungewünschter Zugriff auf die übermittelten Informationen praktisch unmöglich ist. Dabei sind nach Angaben der Wissenschaftler Verschränkungszustände umso nützlicher, je komplexer sie sind.
Abgesehen von möglichen technologischen Anwendungen wollen die Physiker mit der kontrollierten Erzeugung von hochkomplexen Zuständen auch grundlegende Aspekte der Quantenmechanik tiefer erkunden. So ist etwa nicht geklärt, "ob die Menge an Information, welche räumlich getrennte Teilchen durch Verschränkung teilen können, fundamental beschränkt ist", sagte Krenn. Nun könnten Experimente zur Beantwortung dieser Frage durchgeführt werden.
science.ORF.at/APA
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