Forschern gelingt Quanten-Teleportation über Internetleitung

Forscher der Northwestern University haben einen Meilenstein in der Quanten-Teleportation erreicht. Erstmals gelang es, Quan­ten­in­for­ma­tio­nen über ein Glasfaserkabel zu übertragen, das gleichzeitig regulären Internetverkehr transportierte.

Zwei Kommunikationswege - ein Netz

Diese Entwicklung, veröffentlicht im Fachjournal Optica, könnte die Tür zu einer neuen Ära der Kommunikationstechnologie öffnen, in der Quanten- und die traditionellen Netzwerke koexistieren. Quanten-Teleportation nutzt die Prinzipien der Quantenverschränkung, um Informationen zwischen entfernten Netzwerkknoten auszutauschen, ohne dass physische Teilchen übermittelt werden müssen.

"Unsere Arbeit zeigt einen Weg zu Netzwerken der nächsten Generation, die Quanten- und klassische Kommunikation auf einer gemeinsamen Infrastruktur vereinen. Das ist ein bedeutender Schritt für die Zukunft der Quantenkommunikation", erklärte Prem Kumar, Leiter der Studie.


Die größte Herausforderung bestand darin, die Quanteninformationen innerhalb eines Glasfaserkabels zu übertragen, das zahlreiche von Lichtpartikel aus dem normalen Internetverkehr transportiert. Viele Wissenschaftler hielten dies für unmöglich, da die empfindlichen Photonen der Quanteninformation durch die "lauten" Signale des herkömmlichen Datenverkehrs gestört werden könnten.

Das Team von Kumar entwickelte jedoch eine innovative Lösung. Durch die Untersuchung von Lichtstreuungsmustern in Glasfaserkabeln identifizierten die Forscher eine weniger frequentierte Lichtwellenlänge, um ihre Photonen zu platzieren. Spezielle Filter halfen, die Störungen durch den regulären Internetverkehr zu minimieren. In einem Experiment mit einem 30 Kilometer langen Glasfaserkabel testeten die Ingenieure die simultane Übertragung von Quanteninformationen und Internetdaten. Die Ergebnisse zeigten, dass die Quanteninformationen erfolgreich und störungsfrei übertragen wurden.

Mehr Tests kommen

Zukünftig plant das Team, diese Experimente auf größere Entfernungen auszuweiten und die Methode in realen Glasfasernetzen zu testen. Ein Ziel ist es, sogenannte Entanglement-Swapping-Technologien zu demonstrieren, bei denen Verschränkungen zwischen mehreren Photonenpaaren ausgetauscht werden können - das wäre ein entscheidender Schritt für verteilte Quantenanwendungen.

"Quanten-Teleportation ermöglicht, sichere Verbindungen zwischen weit entfernten Knotenpunkten herzustellen", erläuterte Kumar. "Und indem wir die richtigen Lichtwellenlängen wählen, können klassische und Quantenkommunikation dieselbe Infrastruktur nutzen, ohne dass neue Netzwerke gebaut werden müssen."


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