Physiker machen Fortschritte
Langzeitspeicher für die Quantenkommunikation
Die Quantenkommunikation ermöglicht die Übermittlung von vertraulichen Daten mit absoluter Sicherheit. Will man quantenverschlüsselte Daten über große Entfernungen übertragen, muss man der unvermeidbaren Abschwächung des übermittelten Signals entgegenwirken. Deswegen werden zur Herstellung einer Verbindung Zwischenstationen („Quanten-Repeater“) benötigt, die einen speziellen Speicher besitzen. Die bisher mögliche Speicherzeit begrenzte die Kommunikationsdistanz auf wenige Kilometer. Physiker um Prof. Jian-Wei Pan von der Uni Heidelberg haben diesen Quantenspeicher nun so weit verbessert, dass damit Verbindungen über Hunderte von Kilometern erreicht werden können.
Pan und seine Kollegen haben dafür einen Quantenspeicher mit einem lasergekühlten Metallgas für einzelne Lichtteilchen (Photonen) genutzt. Deren Quantenzustände können nun erstmals im Millisekundenbereich gespeichert werden. Die Verbesserung wurde nach Untersuchung der Ursachen des Informationsverlustes während der Speicherung erzielt. Zudem reduzierten die Forscher Einflüsse von äußeren Streumagnetfeldern und Bewegungen der Atome im Innern des Quantenspeichers.
Die Wissenschaftler erwarten, dass sich durch die weitere Verbesserung ihres Speichers in den kommenden Jahren die maximalen Übertragungsdistanzen enorm steigern lassen. Dann soll ein sicheres Kommunikationsnetz mit Quanten-Repeatern für ganz Europa möglich sein.
Beteiligt an den Forschungen waren neben der Uni Heidelberg die University of Science and Technology of China und die TU Wien. (dsc)