Quantenkommunikation im All

Einer Forschungsgruppe unter Leitung des Wiener Quantenphysikers Anton Zeilinger ist es gelungen, ihre Experimente zur Quantenkommunikation auf sehr große Strecken auszuweiten. Zeilinger und Kollegen schickten einzelne Photone eines Lasers von einem süditalienischen Observatorium zum japanischen Satelliten "Ajisai" in den Orbit und ließen sie wieder zur Erde zurückreflektieren. Die Photonen überbrückten dabei eine Strecke von 1500 Kilometer, bis sie den Satelliten erreichten.

Bei der Quantenverschränkung besitzen mehrere Photonen die gleichen Eigenschaften. Sie gelten daher nicht mehr als unabhängige Teilchen, sondern als Gesamtsystem. Ändert sich beispielsweise der Drehimpuls eines Teilchens, ändert sich derjenige des mit ihm verschränkten Teilchens simultan und zwar völlig unabhängig von deren Aufenthaltsort. Einstein sprach bei dem Phänomen von "spukhafter Fernwirkung".

Im Jahr 2004 übertrugen Zeilinger und seine Mitarbeiter ein Lichtteilchen über Sommerurlaubsdistanzen auf einer Strecke von 144 Kilometern von La Palma nach Teneriffa. Ein Vergleich zeigte, dass das verreiste Teilchen sowie das zu Hause auf La Palma verbliebene Schwesterteilchen die identische Polarisation besaßen. Nun dehnten sie die Strecke auf echte Fernreisedistanzen aus. Die Ergebnisse des Experiments sollen die Kommunikation über verschränkte Teilchen vorbereiten helfen und demnächst im New Journal of Physics veröffentlicht werden. Das Prinzip lässt sich bereits in der Kryptografie über Distanzen bis zu 100 Kilometer nutzen. (akr)