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Teleportation — zwei denkbare Realisierungsvarianten
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Teleportation
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Michio Kaku (2008):
Wenn zwei Quanten (Photonen, Elektronen, oder andere) anfangs im Gleichtakt schwingen — man sagt dann, sie hätten k o h ä r e n t e n Zustand —, haben sie zueinander korrelierten Zustandswert, und Abänderung des Zustandes eines dieser Quanten führt automatisch und augenblicklich zur entsprechenden Abänderung des Zustandes aller anderen — selbst dann, wenn die Lichtjahre weit entfernt sind.
Ursache hierfür ist, dass im Gleichtakt schwingende Quanten gleiche Wellenfunktion haben.
Man nennt dieses Konzept » Quantenverschränkung «.
Michio Kaku (2008):
- Die erste Demonstration erfolgreicher Quanten-Teleportation fand 1997 in Innsbruck statt (durch Anton Zeilinger). Man hatte Photonen ultraviolettel Lichts teleportiert.
- Schon ein Jahr später gelang am CalTech im kalifornischen Pasadena ein noch genaueres, ganz analoges Experiment.
- 2004 gelang es Zeilingers Team in Wien, über ein unter der Donau durchgeführtes Glasfaserkabel Lichtteilchen über eine Entfernung von immerhin schon 600 Meter zu teleportieren (das Kabel war sogar 800 Meter lang).
- Im selben Jahr noch gelang es, statt Photonen auch Atome zu teleportieren. Hierzu verschränkten Physiker am Natialonal Institute of Standards ∧ Technology in Washington erfolgreich drei Berylliumatome. Einer zweiten Gruppe gelang dasselbe mit Kalziumatomen.
- 2006 wurde dann ein noch spektakulärer Fortschritt erzielt: Physiker vom Niels-Bohr-Institut in Kopenhagen und vom Max-Planck-Institut in Garching bei München schafften es, einen Lichtstrahl mit einem Gas aus Cäsiumatomen zu verschränken — ein Kunststück, bei dem Billionen von Atomen im Spiel waren. Dann kodierten sie die in Laserimpulsen enthaltene Information und teleportierten sie über eine Entfernung von etwa einem halben Meter auf die Cäsiumatome. Es war damit zum ersten Mal gelungen, in Licht enthaltene Information auf Materie zu teleportieren.
Man darf mit Recht annehmen, dass das auch funktioniert hätte, wenn sich jene Atome an anderen Ende des Universums befunden hätten (!).
Michio Kaku, 2008:
Dieses neue Teleportationsverfahren hat enormes Potential, da es keinerlei Quantenverschränkung erfordert. Die Technik allerdings hat ihre Tücken, denn ihr Funktionieren hängt entscheidend von den Eigenschaften der Kondensate ab, die herzustellen im Labor recht schwierig ist. [...]
Da sich jedes Kondensat wie ein einziges gigantisches Atom verhält, lassen sich — im Prinzip wenigstens — an ihm mit bloßem Auge Quanteneffekte beobachten, die wir normalerweise nur auf atomarer Ebene antreffen.
Michio Kaku, 2008:
Wann werden wir wohl angesichts dieses Fortschritts in der Lage sein, uns selbst [ gemeint ist: recht passable Kopien von uns selbst ] an entfernten Orten zu erzeugen?
- Physiker rechnen mit der Teleportation komplexer Moleküle in den nächsten Jahren.
- Schon innerhalb der nächsten Jahrzehnte könnte es gelingen, ein DNS-Molekül oder gar einen Virus zu teleportieren.
- Im Prinzip scheint auch die Teleportation einer ganzen Person aus Fleisch und Blut möglich — aber die technischen Probleme sind schwindelerregend:
Allein um Kohärenz zwischen Photonen und Atomen zu erreichen, bedarf es der besten Labors der Welt. Darauf aufbauend Quantenkohärenz für wahrhaft makroskopische Objekte — wie etwa einen Menschen — erzeugen zu können, werden wir noch sehr lange warten müssen.
Realistisch betrachtet wird es mehrere J a h r h u n d e r t e oder noch länger dauern, bis alltägliche Gegenstände teleportiert werden können — wenn es denn überhaupt möglich ist.