Materie „beamen“ ist unmöglich
Konkret diskutierten Physiker/innen bereits zu Beginn der 1990er-Jahre die Idee der Quantenteleportation. 1997 gelang Anton Zeilinger von der Universität Wien und seinen Kollegen der experimentelle Durchbruch: Sie teleportierten einen Quantenzustand – also die quantenmechanischen Eigenschaften eines Teilchens – von einem Ort an einen anderen. Damals handelte es sich um ein sehr einfaches Quantensystem. Seither hat sich auf dem Feld einiges getan. Manuel Erhard von der Universität Wien ist einer der Spezialisten auf dem Gebiet. In einem Interview auf dem Fachportal www.weltderphysik.de erklärt er, wie Quantenteleportation funktioniert: „Im Gegensatz zu dem Bild, das viele Menschen aus Science-Fiction-Filmen haben, wird dabei nicht Materie von einem Ort zu einem anderen sozusagen ge-beamt. Quantenteleportation bedeutet, dass ein bestimmter Quantenzustand von einem Teilchen an einem Ort – etwa einem Atom – auf ein Teilchen an einem anderen Ort übertragen wird. Das Besondere an Quantenzuständen ist, dass sie in sogenannten Überlagerungen vorliegen können. Ein Elektron kann sich beispielsweise zugleich in die eine und in die andere Richtung drehen. Auch solche Überlagerungen werden teleportiert. Das Interessante an einer Quantenteleportation ist auch, dass der zu übermittelnde Zustand noch nicht einmal bekannt sein muss. Der Zustand des Ursprungsteilchens geht bei der Übertragung verloren und das andere Teilchen nimmt diesen Zustand an.“ Zur Übertragung nimmt man etwa zwei miteinander verschränkte Lichtteilchen, führt Erhard in diesem viel beachteten Interview fort. Solche verschränkten Teilchen hätten einen gemeinsamen Quantenzustand, sodass ihre Eigenschaften streng miteinander verknüpft sind. Eines der beiden Lichtteilchen schickt man an den Ort, an den der Quantenzustand letztlich teleportiert werden soll. Das andere geht eine Wechselwirkung mit dem Teilchen am Ursprungsort ein. Dabei überträgt sich die Quanteninformation des Ursprungssystems auf den verschränkten Zustand. Aufgrund der Verschränkung überträgt sich die Information auch auf das Lichtteilchen am Zielort. Das klinge, sagt Erhard, ein bisschen nach Zauberei, sei aber nichts weiter als Quantenphysik.