Durchbruch für das Quanteninternet: Lichtzustand erfolgreich teleportiert

Ein internationales Forschungsteam unter Beteiligung der Universität Paderborn hat einen wichtigen Schritt auf dem Weg zum Quanteninternet erreicht. Erstmals gelang es, den Quantenzustand eines einzelnen Lichtteilchens von einem Quantenpunkt auf ein Photon eines anderen, räumlich getrennten Quantenpunkts zu übertragen. Vereinfacht gesagt: Die Information eines Photons wurde teleportiert – ohne dass das Teilchen selbst den Weg zurücklegen musste.

Das Besondere daran: Bisher funktionierte Quantenteleportation meist nur zwischen identischen oder eng gekoppelten Lichtquellen. In diesem Experiment stammten die Photonen erstmals aus zwei unterschiedlichen Quantenemittern. Genau das gilt als zentrale Voraussetzung für künftige Quantenkommunikationsnetze, in denen viele unabhängige Knoten zuverlässig miteinander verbunden sein müssen.

Für den Versuch nutzten die Forschenden unter anderem eine 270 Meter lange Freiraumverbindung zwischen zwei Gebäuden. Dabei wurde ein verschränkter Quantenzustand erzeugt und so präzise kontrolliert, dass sich der Polarisationszustand eines Photons auf ein anderes übertragen ließ. Moderne Einzelphotonendetektoren, GPS-gestützte Synchronisation und aktive Stabilisierungssysteme sorgten dafür, dass selbst atmosphärische Störungen ausgeglichen werden konnten. Die gemessene Teleportationsqualität lag deutlich über dem, was mit klassischen Verfahren möglich wäre.

Warum das cool ist: Quantenkommunikation verspricht abhörsichere Datenübertragung und neue Formen der Informationsverarbeitung. Dafür braucht es sogenannte Quantenrelais – Zwischenstationen, die Quantenzustände zuverlässig weitergeben. Die nun demonstrierte Teleportation zwischen zwei verschiedenen Quantenpunkten zeigt, dass solche Relais technisch realisierbar sind.

Das Experiment ist das Ergebnis jahrelanger europäischer Zusammenarbeit zwischen Forschungsgruppen aus Deutschland, Italien und Österreich. Es bestätigt eine lange verfolgte Strategie, Halbleiter-Quantenpunkte als robuste und skalierbare Lichtquellen zu nutzen. Damit rückt eine praktische Umsetzung des Quanteninternets ein gutes Stück näher – nicht als theoretisches Konzept, sondern als experimentell belegte Technologie.