"Ein Schritt in die Zukunft"

Innsbrucker Wissenschaftler liefern einen wichtigen Beitrag zur Verwirklichung der Quantentechnologien

Die Forschungsgruppe rund um die Professoren Ignacio Cirac und Peter Zoller vom Institut für Theoretische Physik der Universität Innsbruck arbeitet seit langem im Bereich der Quantenmechanik. Gemeinsam mit dänischen Kollegen haben sie nun einen weiteren wichtigen Schritt zur Realisierung der Quantentechnologien gesetzt.

Die Quantenmechanik ist ein großes Zukunftsgebiet der Physik, da hier gerade im Bereich der Informations- und Kommunikationstechnologie geradezu bahnbrechende Möglichkeiten vorhergesagt werden. Von futuristischen Technologien wie Quantencomputer, die eine vielfach höhere Rechengeschwindigkeit haben sollen, neuartigen ultragenauen Atomuhren, Quantenkommunikation oder gar von Teleportation, volkstümlich als "beamen" bezeichnet, ist dabei die Rede.

Eine wichtige Grundlage für all dies ist die "Verschränkung", die als Begriff erstmals vom österreichischen Physiker und Nobelpreisträger Erwin Schrödinger eingeführt wurde und die so verblüffend ist, dass sie Albert Einstein als "geisterhafte Fernwirkung" bezeichnete: Quantenmechanische Teilchen in verschränktem Zustand zeigen nämlich viel stärkere Korrelationen, sprich Gemeinsamkeiten, als dies die klassische Physik erlaubt. Vereinfacht erklärt sieht das so aus, dass man, wenn zwei identische Münzen nacheinander geworfen werden, bereits nachdem die erste Münze zum Liegen gekommen ist, exakt vorhersagen kann, was die zweite Münze zeigen wird: Kopf oder Zahl.

Ein faszinierender Vorschlag

Die Innsbrucker Forschungsgruppe um Cirac und Zoller hat in einem Artikel in Nature (A. Sorensen, L.-M. Duan, I. Cirac und P. Zoller, Nature 409, 63-66 (2001), dem bedeutensten Fachmedium der Naturwissenschaft, einen Vorschlag unterbreitet, wie man solche verschränkte Zustände kontrolliert im Labor mit Hilfe eines Bosekondensat, einem Gas bestehend aus 10 Millionen ultrakalter Atome, erzeugen kann. Die Herstellung eines Bosekondensates im Labor ist vor einigen Jahren erstmals von E. Cornell und C. Wieman an der University of Colorado gelungen. Das faszinierende an dem neuen Vorschlag ist, dass hier erstmals Konzepte der Verschränkung quantenmechanischer Systeme mit den bemerkenswerten experimentellen Möglichkeiten von Bosekondensaten verknüpft werden. Dies öffnet ganz neue Möglichkeiten der experimentellen Erzeu-gung makroskopischer Quantenzustände im Labor, ein wichtiger Schritt in der Verwirklichung neuer Quantentechnologien.

Weitere Informationen:
Universität Innsbruck, Institut für Theoretische Physik
Prof. Dr. Peter Zoller, Tel.: ++43 - 512 - 507-6203, Email: peter.zoller@uibk.ac.at
Prof. Dr. Ignacio Cirac, Tel.: ++43 - 512 - 507-6230, Email: ignacio.cirac@uibk.ac.at


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