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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Quantenphysiker peilen Weltall als Labor an |
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| | | Physiker um Anton Zeilinger von der Uni Wien haben die Distanzen für ihre Experimente zur Quantenkommunikation in den vergangenen Jahren kontinuierlich ausgedehnt. Nun ist es ihnen gelungen, zwei Lichtteilchen zwischen den kanarischen Inseln La Palma und Teneriffa zu verschränken - eine Entfernung von 144 Kilometern. |
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Im nächsten Schritt peilen die Forscher das Weltall als Experimentierlabor und einen eigenen Satelliten an, berichtet die Wissenschaftszeitschrift "Nature" in ihrer Online-Ausgabe.
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Die entsprechende Studie "Experimental Demonstration of Free-Space Decoy-State Quantum Key Distribution over 144 km" ist in den "Physical Review Letters" (Bd. 98, 010504; Jänner 2007) erschienen. |
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 Abstract der Studie |
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Fern-Verschränkung von Lichtteilchen |
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Das quantenphysikalische Phänomen der Verschränkung steht immer wieder im Mittelpunkt von Zeilingers Experimenten mit Photonen.
Dabei bleiben beispielsweise zwei Lichtteilchen über theoretisch beliebige Distanzen wie durch Zauberhand miteinander verbunden.
Bestimmt man etwa die Polarisation (Schwingungsebene des Lichts) des einen Teilchens, kennt man augenblicklich auch den Zustand des anderen Teilchens.
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Funktioniert auf Distanz von 144 Kilometern |
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Für ihre Fernversuche nutzten die Wiener Wissenschaftler zwei, jeweils in rund 2.400 Metern Seehöhe gelegene Observatorien auf La Palma und Teneriffa, die 144 Kilometer voneinander entfernt sind.
In La Palma wurden verschränkte Photonenpaare hergestellt. Ein Teilchen davon schickten die Physiker durch ein Linsenteleskop auf die gegenüberliegende Insel Teneriffa, wo es mit Hilfe eines Spiegel-Teleskops aufgefangen wurde.
Ein Vergleich mit dem auf La Palma verbliebenen Geschwister-Teilchens ergab, dass die Verschränkung über die Distanz von 144 Kilometern aufrecht blieb.
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Als nächstes ins All |
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Hinter Zeilingers Distanzjagd steckt der Wunsch, schon bald mit verschränkten Photonen vom Boden aus das Weltall zu erreichen. Im luftleeren Raum sausen die Teilchen praktisch ungestört dahin.
Quasi als Sprungbrett ins Weltall verfolgt der Wiener Forscher derzeit zwei Möglichkeiten. So könnte die Internationale Raumstation ISS als Relaisstation dienen, Zeilinger denkt mittlerweile aber auch schon an die Konstruktion eines eigenen Mini-Satelliten.
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Kryptografie und Computer |
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Eingesetzt wird die Verschränkung etwa zur Quantenkryptografie, bei der Daten absolut abhörsicher übertragen werden können.
Die Wissenschaftler basteln aber auch an eigenen Quantencomputern, die auf den seltsamen Phänomenen der Quantenwelt aufbauen und jedenfalls in speziellen Einsatzgebieten ungeahnte Möglichkeiten bieten sollen.
Verschränkte Photonen sind mögliche Kandidaten für den Ersatz von herkömmlichen Bits und Bytes.
[science.ORF.at/APA, 12.3.07]
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Mehr dazu in science.ORF.at:
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01.01.2010 |
