Eine Gruppe von Forschern aus China und Österreich teleportierte dreistufige Quantenstaaten, auch Kutrits genannt. Die Forschungsergebnisse werden in der Zeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht.
Zum ersten Mal haben Wissenschaftler ein solches Experiment erfolgreich durchgeführt. Physiker konnten nachweisen, dass Kutriten in mehreren Zuständen gleichzeitig einzigartig existieren können.
Bisher konnten Wissenschaftler nur Qubits teleportieren - doppelte Quanteninformationen. Ein Standardbit, das hauptsächlich in den Computerwissenschaften betrachtet wird, hat nur die Werte "Null" oder "Eins". Ein Qubit hat beide Bedeutungen.
Das neue Experiment bewies die Existenz von Kutrit, das zusätzlich zu den Werten "Null" und "Eins" den Wert "Zwei" hat. Außerdem können diese Zellen in drei Zuständen gleichzeitig existieren.
Quantenteleportation ist die Fähigkeit, die Eigenschaften eines Teilchens auf ein anderes zu übertragen. Dazu muss sich ein Photon gleichzeitig auf einem oder mehreren Pfaden bewegen. Bereits in den neunziger Jahren haben Wissenschaftler die theoretische Möglichkeit einer mehrstufigen Quantenteleportation bewiesen. Quantenzellen werden in den möglichen Pfaden codiert, die ein Photon zurücklegen kann.
In einer von österreichischen und chinesischen Wissenschaftlern vorgestellten Studie befand sich gleichzeitig ein Photon in allen drei optischen Fasern. Der Kern der Quantenteleportation ist die sogenannte Bell-Messung, die auf dem Funktionsprinzip eines Mehrstrahlteilers aus Lichtteilchen basiert.
Ein Splitter lenkt Photonen durch mehrere Ein- und Ausgänge und verbindet alle Fasern miteinander.
Die Forscher verwendeten auch Hilfsphotonen, die ebenfalls an einen Mehrstrahlteiler gesendet wurden und andere Lichtteilchen stören konnten.
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Die Erfahrung hat gezeigt, dass Quanteninformationen ohne ihre physikalische Wechselwirkung aus der Ferne von einem Teilchen zum anderen übertragen werden können. Darüber hinaus ist dieses Konzept nicht auf drei Zustände beschränkt und kann theoretisch auf eine beliebige Anzahl von Quantenzuständen erweitert werden.
Die Entdeckung chinesischer und österreichischer Wissenschaftler wird die Fähigkeiten von Quantencomputern erweitern. Mehrstufige Quantensysteme können mehr Informationen übertragen
