Gute Nachricht für Spione

Satoshi Koike und seine Kollegen von der Universität Tokio übertrugen in ihrem Experiment die Amplituden und Phaseninformationen einzelner Photonen eines Laserstrahls auf zwei weitere Laserstrahlen. Neben diesen beiden Parametern ist zur eindeutigen Charakterisierung des Strahls noch die Kenntnis von dessen Polarisation nötig. Heisenbergs Unschärferelation verbietet allerdings, dass diese drei Parameter alle gleichzeitig übertragen werden können ? ansonsten ließen sich eine Vielzahl perfekter Klone eines Teilchens (hier eines Photons) herstellen.

Der Theorie zufolge sollte die Genauigkeit des Klonvorgangs also etwa 66 Prozent (genauer zwei Drittel) betragen. Das japanische Forscherteam ist diesem Ziel ziemlich nahe gekommen: Eine Analyse der beiden Klonstrahlen ergab eine Genauigkeit in der Übertragung der Amplituden- und Phaseninformationen des Urstrahls von 58 Prozent.

Um diesen als Teleklonen ? die Teleportation von Quantenzuständen unter gleichzeitigem Klonen ? bezeichneten Vorgang auszuführen, mussten die Forscher die Photonen der Strahlen durch einen komplizierten Vorgang miteinander quantenmechanisch verkoppeln. Dazu setzten sie einen Kristall ein, in dem durch nichtlineare Wechselwirkungen aus einem hochenergetischen Photon zwei niederenergetische, mit dem ursprünglichen Photon verkoppelte Photonen entstanden.

Die Forscher glauben, dass ihr Experiment Auswirkungen auf die Theorie der Quantenkryptographie haben wird. Teleklonen könnte nämlich das Abhören von durch Quantenkryptographie verschlüsselten Nachrichten erlauben, ohne die Identität des Spions preiszugeben. Allerdings würden die an der Kommunikation beteiligten Partner weiterhin bemerken, dass sie abgehört werden.