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"Ist Beamen nur etwas für Star Trek - Fans?"

Was Einstein als „spukhafte Fernwirkung“ bezeichnete steht vor ihrer technischen Umsetzung. Mit ungeahnten Anwendungsmöglichkeiten.

Was passiert auf Enterprise?

Wer kennt es nicht? Vom Deck des Raumschiff Enterprise verschwinden Menschen und tauchen auf fremden Planeten wieder auf. „Beamen“ ist längst in die Alltagssprache eingegangen, doch jeder weiß, so etwas gibt es nur im Film.

Wann kann man Menschen beamen wie im Film?

Zwar wird das beamen von Menschen wohl nie möglich sein, aber 1997 „beamte“ in Salzburg die Arbeitsgruppe des Physikers Anton Zeilinger erstmals Lichtteilchen, so genannte Photonen. Dabei nutzte sie eine der schwer zu begreifenden Voraussage der Quantenmechanik. Nach dieser Theorie lassen sich zwei Photonen herstellen, die auf seltsame Weise miteinander verbunden sind. Die Eigenschaften der beiden Lichtteilchen bleiben verbunden, selbst wenn diese kilometerweit voneinander entfernt sind. Misst man eines der Teilchen, dann legt man augenblicklich auch den Zustand des anderen fest. Man nennt zwei solche Teilchen miteinander „verschränkt“.

Wie kann man diesen Effekt praktisch nutzen?

Am 21. April 2004 übertrugen Anton Zeilinger und sein Team erstmals eine mit Quantenkryptografie verschlüsselte Überweisung. Der Wiener Bürgermeister erzeugte per Tastendruck dazu ein verschränktes Photonenpaar. Eines der Photonen erreichte via Glasfaserkabel die „Bank Austria - Creditanstalt“. Dank der „spukhaften Fernwirkung“ konnten sowohl im Rathaus als auch in der Bankfiliale identische Zufallszahlen erzeugt werden, die zur Verschlüsselung der Überweisung dienten. Das Verfahren ist absolut abhörsicher, jedes Auslesen der Photonen unterwegs würde ihre Verschränkung zerstören.

Hat Einstein solche Anwendungen vorausgesehen?

Im Gegenteil: Einstein war die „spukhafte Fernwirkung“, die von der Quantenmechanik in die Physik eingeführt wurde, zutiefst suspekt. Doch die von ihm angestoßene Entwicklung dieser Theorie ließ sich auch von seinen Zweifeln nicht aufhalten.

Wie passt das alles zur Vorstellung von der Lichtgeschwindigkeit?

Trotz der augenblicklichen Übertragung von Eigenschaften zwischen den verschränkten Lichteilchen: Für den Menschen lesbare Informationen können - wie von ihm in der speziellen Relativitätstheorie vorausgesagt - nicht schneller als mit Lichtgeschwindigkeit übertragen werden. Der Empfänger des gebeamten Teilchens benötigt immer noch eine auf konventionellem Weg übertragene Nachricht, um festzustellen, dass er tatsächlich ein erfolgreich teleportiertes Teilchen erhalten hat.

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