Fernübertragung von Quanteninformation: Verlängerte Leitung

28. August 2008, 10:56
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Physiker entwickelten neues Konzept

Wien - Schickt man Photonen, also Lichtteilchen, durch ein Glasfaserkabel, dann gibt es nach 30 bis 50 Kilometern ein Problem. Weil die optischen Fasern nicht perfekt sind, schwächt sich das Signal ab - und seine Auffrischung wird nötig. Bei der normalen Übertragung von Information ist das kein Problem: Das Licht wird einfach über Verstärker geschickt.

Bei der Fernübertragung von Quanteninformationen war das bis jetzt nicht möglich: Die "gewöhnliche" Verstärkung würde die Information (quanten bits) in den einzelnen Photonen ebenso zerstören wie ein Abhörversuch. Dieser Effekt ist auch der Grund, warum die Physiker versichern, dass Quantenkryptografie, also die Verschlüsselung über Quanteneffekte, absolut sicher ist.

Um eine Übertragung über große Distanzen dennoch zu ermöglichen, müssen die Wissenschafter zu Tricks greifen, die ebenso auf Quanteneffekten beruhen. Und eben diese Tricks gelangen nun einem internationalen Forscherteam mit österreichischer Beteiligung. Jörg Schmiedmayer vom Atominstitut der Österreichischen Universitäten und Pum Jian-Wei Pan von der Universität Heidelberg entwickelten in Zusammenarbeit mit der University of Science and Technology of China einen sogenannten Quanten Repeater (Wiederholer), der es ermöglicht, zwei Quantenkommunikationsstrecken zu verbinden.

Das Team griff dabei auf ein Modell zurück, das von Quantenoptikern der Universität Innsbruck schon vorgeschlagen wurde. In dem in der neuen Ausgabe der britischen Fachzeitschrift "Nature" (Bd. 545, S. 1098) veröffentlichten Experiment wurde nun das erste Mal gezeigt, dass ein solcher Quantenrepeaterprozess über eine Glasfaserstrecke Verschränkung erzeugen und diese auch wieder weiterverwendet werden kann.

Dieses Konzept zur Informationsauffrischung ist laut Schmiedmayer bisherigen Ansätzen deshalb überlegen, weil es viel weniger von äußeren Einflüssen gestört werden kann. So etwa spielt eine Veränderung der Länge des Glasfaserkabels keine Rolle. (tasch/DER STANDARD, Print-Ausgabe, 28.8.2008)

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