Einen Ansatz auf dem Weg zum

Quanteninternet

stellen österreichische Physiker im Fachblatt Nature vor: Ihnen ist es nicht nur gelungen,

Quanteninformation

stellen österreichische Physiker im Fachblatt Nature vor: Ihnen ist es nicht nur gelungen,

Quanteninformation

in Form von Vibration in winzigen “

Stimmgabeln

in Form von Vibration in winzigen “

Stimmgabeln

“ zu speichern und wieder auszulesen. Sie konnten derartige Datenträger, die örtlich getrennt waren, nun auch mit dem quantenphysikalischen Phänomen der Verschränkung miteinander verbinden.

Seit Jahren arbeiten Wissenschaftler an der Frage, wie sich „Dinge, die sich mechanisch bewegen, mit Licht kontrollieren lassen“, sagte

“ zu speichern und wieder auszulesen. Sie konnten derartige Datenträger, die örtlich getrennt waren, nun auch mit dem quantenphysikalischen Phänomen der Verschränkung miteinander verbinden.

Seit Jahren arbeiten Wissenschaftler an der Frage, wie sich „Dinge, die sich mechanisch bewegen, mit Licht kontrollieren lassen“, sagte

Markus Aspelmeyer

von der

Universität Wien

von der

Universität Wien

und dem

Vienna

und dem

Vienna

Center for Quantum Science and Technology (VCQ) im Gespräch mit der

APA

Center for Quantum Science and Technology (VCQ) im Gespräch mit der

APA

. Im Herbst vergangenen Jahres hat ein Team um

Aspelmeyer

. Im Herbst vergangenen Jahres hat ein Team um

Aspelmeyer

und den aus

Österreich

und den aus

Österreich

stammenden Physiker

Simon Gröblacher

stammenden Physiker

Simon Gröblacher

vom

Kavli Institute

vom

Kavli Institute

of Nanoscience der

Technischen Universität Delft

of Nanoscience der

Technischen Universität Delft

(

Niederlande

(

Niederlande

) eine Methode mit hundertstel bis tausendstel Millimeter kleinen schwingenden Balken aus Silizium vorgestellt.

Realisierung eines Quantenspeichers

Durch Laserpulse können diese wie eine

) eine Methode mit hundertstel bis tausendstel Millimeter kleinen schwingenden Balken aus Silizium vorgestellt.

Realisierung eines Quantenspeichers

Durch Laserpulse können diese wie eine

Stimmgabel

in

Schwingung

in

Schwingung

versetzt werden. Salopp gesagt, wird so die in der Lichtwelle enthaltene

Quanteninformation

versetzt werden. Salopp gesagt, wird so die in der Lichtwelle enthaltene

Quanteninformation

in den Balken als kollektive

Schwingung

in den Balken als kollektive

Schwingung

(mechanische

Quanteninformation

(mechanische

Quanteninformation

) eingeschrieben. Diese Bewegung lässt sich wiederum wie ein Teilchen (Phonon) beschreiben. Umgekehrt zeigten die Forscher, dass die Phononen auch in einen Laserpuls aus Lichtteilchen (Photonen) zurück übertragen werden können – sich die Information also auch wieder auslesen lässt.

„Wir können mit Laserlicht die mechanische Bewegungen der Balken auf einem Siliziumchip bis hin zu einzelnen Quanten der

) eingeschrieben. Diese Bewegung lässt sich wiederum wie ein Teilchen (Phonon) beschreiben. Umgekehrt zeigten die Forscher, dass die Phononen auch in einen Laserpuls aus Lichtteilchen (Photonen) zurück übertragen werden können – sich die Information also auch wieder auslesen lässt.

„Wir können mit Laserlicht die mechanische Bewegungen der Balken auf einem Siliziumchip bis hin zu einzelnen Quanten der

Schwingung

kontrollieren“ und haben damit eine Art Quantenspeicher realisiert, sagte

Aspelmeyer

kontrollieren“ und haben damit eine Art Quantenspeicher realisiert, sagte

Aspelmeyer

. Das ist entscheidend, wenn es um den Aufbau eines Informationsübertragungsnetzes auf Quantenbasis – also ein “

Quanteninternet

. Das ist entscheidend, wenn es um den Aufbau eines Informationsübertragungsnetzes auf Quantenbasis – also ein “

Quanteninternet

“ – geht, das schnellere und vor allem abhörsichere Datenübertragung verspricht.

Nutzung bereits vorhandener Systeme

Um Information über größere Distanzen weiterzuleiten, braucht es aber auch voneinander getrennte Speichereinheiten, die verbunden sind. Umgelegt auf ein Quantennetzwerk bedeute das „Verschränkung zwischen weit entfernten Knotenpunkten“, erläuterte der Physiker. Unter dem quantenphysikalischen Phänomen der Verschränkung wird die Verbindung zweier Systeme verstanden, bei der eine Änderung in einem der verbundenen Teile zwingend und augenblicklich zur gleichen Änderung in den anderen Teilen führt.

“ – geht, das schnellere und vor allem abhörsichere Datenübertragung verspricht.

Nutzung bereits vorhandener Systeme

Um Information über größere Distanzen weiterzuleiten, braucht es aber auch voneinander getrennte Speichereinheiten, die verbunden sind. Umgelegt auf ein Quantennetzwerk bedeute das „Verschränkung zwischen weit entfernten Knotenpunkten“, erläuterte der Physiker. Unter dem quantenphysikalischen Phänomen der Verschränkung wird die Verbindung zweier Systeme verstanden, bei der eine Änderung in einem der verbundenen Teile zwingend und augenblicklich zur gleichen Änderung in den anderen Teilen führt.

Die Physiker haben in ihrer aktuellen Arbeit nun gezeigt, wie Verschränkung zwischen zwei solchen Siliziumchips hergestellt werden kann, indem sie ein einziges Phonon auf beide verteilten. Im Experiment lagen zwischen den so verbundenen Quantendatenträgern 20 Zentimeter, theoretisch hätten die durch Lichtleiter verbundenen Chips aber auch viel weiter voneinander entfernt sein können, betonte

Aspelmeyer

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Der Vorteil des Ansatzes liege darin, dass man auf in der Informationstechnologie gebräuchliche Glasfaserleitungen aufsetzen könne und auch Chips auf Siliziumbasis verwende. Außerdem könnten die „mechanischen Systeme“ mit Lichtpulsen in Wellenlängenbereichen angeregt werden, die in der Telekommunikation bereits in Verwendung sind.

In der nächsten Zeit wollen die Wissenschaftler die Netzwerke Schritt für Schritt vergrößern. Der Knackpunkt liege aber in der Flüchtigkeit der

Quanteninformation

: Denn die winzigen

Stimmgabeln

: Denn die winzigen

Stimmgabeln

halten die

Schwingung

halten die

Schwingung

bisher nur für wenige Sekundenbruchteile, sagte

Aspelmeyer

bisher nur für wenige Sekundenbruchteile, sagte

Aspelmeyer

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