In dem Experiment wollen die Forscher nun die Zeitdifferenz messen, die zwischen einem Auftreffen eines Photons auf die Innenwand des Behälters und der Ankunft des mit diesem Photon verschränkten Photons des zweiten Strahles auf den Detektor auftritt. Das Team aus Boston zeigt nun mit Hilfe der mathematischen Mittel der Quantenmechanik, dass diese Messung der Zeitdifferenz allein ausreicht, um ein Bild des eingeschlossenen Objektes zu rekonstruieren.
Dazu extrahieren sie aus der Zeitmessung Interferenzinformationen über die möglichen Wege, die das Photon des eingeschlossenen Strahles vor seinem Auftreffen auf die Wand angenommen haben könnte – es könnte so beispielsweise entweder auf das Objekt getroffen sein oder nicht. Aus dieser Interferenzinformation kann dann ein Bild rekonstruiert werden.
Diese Art der Bilderzeugung erinnert auf den ersten Blick an Schwarze Magie. Herkömmliche Hologramme beruhen auf der Interferenz eines auf das abzubildende Objekt treffenden Laserstrahles (des sogenannten Objektstrahles) mit einem nicht auf das Objekt treffenden Referenzstrahl. Aus dem Interferenzmuster lässt sich dann ein dreidimensionales Bild des Objektes rekonstruieren. In der Quantenholographie hingegen wird zur Abbildung die Interferenz zwischen MÖGLICHEN Wegen ein und desselben Photons des in den Behälter eintretenden Laserstrahles benutzt.
Ermöglicht wird dies durch die der Quantenmechanik eigene Verschränkung mikroskopischer Teilchen. Die Photonen (Lichtquanten) der beider Laserstrahlen sind dabei nicht voneinander unabhängig – eine Messung des physikalischen Zustandes eines Photons eines verschränkten Paares bestimmt den Zustand des anderen beteiligten Photons. Dies ermöglicht die Bilderzeugung der Quantenholographie.