Ingenieure der Northwestern University haben einen bahnbrechenden Fortschritt in der Quantenkommunikation erzielt, indem sie erfolgreich Quanten-Teleportation über Standard-Glasfaserkabel durchgeführt haben, die derzeit den täglichen Internetverkehr unterstützen. Dieser Meilenstein, der in der Zeitschrift Optica veröffentlicht wurde, könnte das Feld der Quanten-Netzwerke revolutionieren, indem diese Spitzentechnologie mit bestehender Infrastruktur integriert wird.
Quanten-Teleportation ermöglicht den sofortigen Transfer von Quanteninformationen zwischen entfernten Punkten, ohne dass eine physische Übertragung erforderlich ist. Dieser Prozess nutzt die Quantenverschränkung, bei der zwei Teilchen Informationen unabhängig von der Entfernung zwischen ihnen instantan teilen. Bisher wurde angenommen, dass diese Technologie aufgrund der Empfindlichkeit von Quantenphotonen nicht effektiv über überlastete Kabel funktionieren kann.
Unter der Leitung des Forschers Prem Kumar entwickelte das Team eine innovative Lösung, indem es weniger überlastete Wellenlängen identifizierte und Filter einbaute, um das Rauschen des Internetverkehrs zu minimieren. Sie testeten ihre Methode erfolgreich über ein 30 Kilometer langes Glasfaserkabel und übertrugen gleichzeitig Quanteninformationen und Hochgeschwindigkeits-Internetverkehr. Die Ergebnisse zeigten, dass die Quanteninformationen intakt blieben, was einen bedeutenden Durchbruch darstellt.
„Obwohl viele die Koexistenz von klassischen und quantenmechanischen Kommunikationssystemen untersucht haben, ist dies die erste Demonstration von Quanten-Teleportation in einer realen Verkehrsituation“, erklärte Jordan Thomas, der Hauptautor der Studie.
Diese Errungenschaft ebnet den Weg für fortschrittliche Anwendungen wie sichere und effiziente Quanten-Netzwerke, ohne dass neue Infrastrukturen erforderlich sind. Die Forscher planen, ihre Experimente über längere Strecken auszudehnen und ihre Methode in echten unterirdischen Kabeln zu testen.
„Quanten-Teleportation hat das Potenzial, geografisch entfernte Knoten sicher zu verbinden und gleichzeitig mit klassischen Kommunikationssystemen in einem einzigen Netzwerk zu koexistieren“, bemerkte Kumar. Dieser Fortschritt verspricht, die Entwicklung der Quanten-Technologie in Richtung praktischer Anwendungen zu beschleunigen, die die Telekommunikation und die Informatik transformieren könnten.