Partner von
Partner von
Was wurde aus …

… Anton Zeilinger, 71,

der 1999 gerade Professor an der Universität Wien und Vorstand des Instituts für Experimentalphysik geworden war und in brand eins erklärte, was bis heute nur Insider verstehen: Quantenphysik. Denn in der Welt der subatomaren Teilchen spielen sich Dinge ab, die mysteriös wirken. Da tauchen plötzlich Informationen an einem anderen Ort auf, ohne dass es einen Übertragungsweg gibt. Ein Phänomen, das man seit den Sechzigerjahren aus der TV-Serie „Raumschiff Enterprise“ kennt: das Beamen. Es galt bis zu Zeilingers bahnbrechenden Experimenten vor zwei Jahrzehnten als reine Science-Fiction. Doch er konnte beweisen, dass das Holodeck der Enterprise eine solide quantenphysikalische Grundlage hat – ihm gelang 1997 erstmals, Informationen zu beamen. Bei der Quantenteleportation wird nur die reine Information über den Zustand der zu übertragenden Daten von A nach B geschickt und nicht die Daten selbst wie heute noch bei den konventionellen Methoden der Datenübertragung, etwa im Internet oder via Funktechnologien. Beim Beamen ist deshalb Abhören, Kopieren oder Stehlen ausgeschlossen. Die Quantenteleportation macht also nicht Fluggesellschaften und Transportunternehmern Konkurrenz – wie das Raumschiff Enterprise nahelegte –, sondern den klassischen Daten- und Informationsanbietern. Die allerdings setzten weltweit auf die Entdeckung Zeilingers, der inzwischen unzählige Preise und Ehrungen erhalten hat.




Was haben Sie erwartet, als Sie Ihre Experimente begannen?

Die Sache war tatsächlich sehr witzig. Im Jahr 1993 hatten sechs Kollegen aus Kanada, Großbritannien, Israel und den USA die Idee der Quantenteleportation. Als ich das damals las, war meine sofortige Reaktion: Das ist eine rein theoretische Idee und vollkommen unmöglich, sie in die Praxis umzusetzen. Zu diesem Zeitpunkt wusste ich nicht, dass wir in meiner Gruppe bereits an den Werkzeugen arbeiteten, die für Quantenteleportation notwendig sind. Wir waren rein aus Neugier interessiert an dem Phänomen, das Albert Einstein „spukhafte Fernwirkung“ genannt hatte: der Verschränkung zwischen zwei Teilchen, die bedeutet, dass sie über große Entfernungen zusammenhängen können. Im Laufe der Zeit dämmerte uns langsam, dass wir die Teleportation vielleicht doch versuchen könnten, und so ist unser Experiment zustande gekommen. Es war sozusagen ein Nebenprodukt einer anderen Forschungslinie. Als wir die Experimente begannen, hatten wir zunächst nur ein Gefühl, wie es gehen könnte. Aber wie es tatsächlich funktionierte, hat sich erst im Laufe der Arbeit mit meiner Gruppe herausgestellt. So ist es oft in der Experimentalphysik: Man hat eine ungefähre Ahnung und vermutet, wo es langgehen könnte, aber sicher kann man sich nicht sein. Das ist gleichzeitig das Spannende. Und es funktioniert nur, wenn alle in einer Gruppe zusammenarbeiten, ständig diskutieren und Ideen austauschen. Diese Offenheit der Information ist zentral. Ich hatte immer das Glück, mit begeisterten jungen Mitarbeitern und Mitarbeiterinnen zusammenarbeiten zu können.

„Dass Quantenteleportation eine Methode des Reisens sein wird, ist heute genauso Science-Fiction wie bei der Entdeckung der Teleportation in den Neunzigerjahren.“

Was hat Sie an den Ergebnissen überrascht?

Letztlich, als wir dann das Ergebnis hatten, wie einfach es dann doch gegangen ist – oder besser: Wir wussten dann, dass wir es viel einfacher hätten haben können, wenn uns von vornherein alles klar gewesen wäre. Und als wir dann das Ergebnis der Quantenteleportation vor uns hatten, merkten wir, wie verwunderlich das Ganze eigentlich ist. Man überträgt ja nicht Materie, sondern die Information, die ein Objekt trägt, von einem Ort auf den anderen. Diese Information wird so übertragen, dass es keinen Übertragungsweg gibt, an dem entlang die Information von A nach B gelangt, wie es beim Internet der Fall ist. Die Information verschwindet sozusagen an einem Ort und wird am anderen Ort wieder rekonstruiert. Dies funktioniert dadurch, dass Einsteins spukhafte Fernwirkung als Übertragungskanal verwendet wird. Als wir das Experiment hatten, war uns schnell klar, dass es die Tür für viele andere interessante Dinge öffnet. Dazu gehört zum Beispiel die Erzeugung von Verschränkung vieler Teilchen, was heute ein wichtiger Grundbeitrag für den Quantencomputer ist. Auch öffnet es den Weg für die Verbindung von Quantencomputern untereinander.

Was soll noch kommen?

Die Quantenteleportation ist Gegenstand vieler wissenschaftlicher Untersuchungen weltweit. Viele Gruppen arbeiten daran und haben immer wieder neue Aspekte und neue Möglichkeiten entdeckt. Heute kann man die Eigenschaften von Atomen und Atomwolken teleportieren. In parallelen Experimenten haben wir in Europa und – mit einer Gruppe unter der Leitung eines Schülers von mir – in China Quantenteleportation über 100 Kilometer und mehr realisiert.

Dies bedeutet, dass Quantenteleportation ein zentraler Bestandteil eines zukünftigen Quanteninternets sein wird, von dem ich persönlich überzeugt bin, dass es kommt. Das Quanteninternet wird Quantencomputer miteinander verbinden, zum Teil mithilfe verschränkter Zustände und zum Teil mithilfe der Quantenteleportation, die ein wesentlicher Bestandteil künftiger Quantenrepeater sein wird. Ein solches Quanteninternet wird ganz neue Möglichkeiten des Cloud-Computings eröffnen – zum Beispiele ein absolut sicheres Computing, weil der Betreiber eines Computers keine Ahnung hat und auch im Prinzip nicht wissen kann, welche Art von Problemen auf seinem Server berechnet werden.

Wie gesagt, es ist meine persönliche Meinung, dass das Quanteninternet kommen wird. Beweisen kann ich das natürlich nicht. Aber dass Quantenteleportation eine Methode des Reisens sein wird, ist heute genauso Science-Fiction wie bei der Entdeckung der Teleportation in den Neunzigerjahren. ---