Gesundheit: Wie Quanten die Donau queren Informationen lassen sich abhörsicher übertragen

Für Anton Zeilinger, alias Mr. Beam, ist es über die Donau nur ein Quantensprung. Vor einem Jahr setzte der Physiker aus Wien zu einem solchen Sprung an: Mit Laserdiode und Teleskop zeigte er, dass sich QuantenInformationen von einer Donauseite zur anderen durch die Luft übertragen lassen. Das Signal war auch in 600 Metern Entfernung noch erkennbar, obwohl das als Träger der Informationen verwendete Licht auf Wind und Wetter empfindlich reagierte.

Um zu zeigen, dass die völlig abhörsicheren Quanten-Informationssysteme alltagstauglich sind, hat Zeilingers Team nun einen Weg 800 Meter weit unter der Donau gewählt. Im Fachmagazin „Nature“ (Band 430, Seite 849) beschreiben die Forscher am heutigen Donnerstag das Experiment, bei dem Lichtteilchen per Glasfaser unbehelligt ans andere Ufer gelangen, obschon sie etwa starken Temperaturschwankungen ausgesetzt waren. Anders als beim Vorjahresversuch musste die Messapparatur nicht ständig nachjustiert werden.

Bei dem Experiment schickt der Sender (Alice) dem Empfänger (Bob) die exakte Kopie eines Lichtteilchens. Als Mittler dient ein Paar miteinander verschränkter Lichtteilchen, das genau diese Bedingung erfüllt: Alice, Bob oder eine dritte Person erzeugen diese beiden Teilchen mit Hilfe eines Kristalls. Die Partikel teilen fortan gewisse Eigenschaften, als wären sie eineiige Zwillinge. Eine winzige Änderung oder Messung an dem einen Teilchen wirkt sich selbst über große Entfernungen sofort auf den Zustand des anderen aus. Eine „spukhafte Fernwirkung“, an die Albert Einstein nicht glauben wollte. Eines der beiden Teilchen fliegt zu Alice, das andere zu Bob. Alice koppelt das Lichtteilchen nun mit einem dritten. Sie paart die beiden wieder auf quantenmechanische Weise. So erreicht sie, dass die physikalischen Eigenschaften des dritten Teilchens auf das andere überspringen – und damit sofort auch auf jenes, das bei Bob angekommen ist.

Von dieser Art der Informationsübertragung (Teleportation) versprechen sich Forscher absolut abhörsichere Geheimcodes oder Bankverbindungen. Denn sobald ein Dritter die Information abzuhören versucht, geht die Korrelation der Lichtteilchen sofort verloren.

Zeilingers Team tätigte bereits vor Monaten die weltweit erste echte „Quantenüberweisung“ auf ein Bankkonto. Über eine Glasfaser wurde ein Sicherheitscode vom Wiener Rathaus zu einer anderthalb Kilometer entfernten Bankfiliale geschickt. Ein potenzieller Lauscher hätte dabei bestenfalls die Übertragung unterbrechen können. Der Code selbst wäre in jedem Fall geheim geblieben. tdp

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