Die Physik der Achterbahn, visualisiert.

Forscher in Deutschland haben einen bedeutenden Meilenstein in der Quantenkommunikation erreicht: Sie haben erfolgreich den quantenmechanischen Zustand eines Photons zwischen zwei Photonen teleportiert, die aus völlig unabhängigen Quellen stammen – ein globaler erster Erfolg. In jedem vorherigen Experiment zur quantenmechanischen Teleportation waren die beteiligten Photonen "Zwillinge", die von demselben Laser oder Kristall erzeugt wurden. Diesmal verwendeten Wissenschaftler der Universität Stuttgart zwei separate Quantenpunkte – winzige Halbleiterstrukturen, die auf Abruf Photonen mit nahezu identischen Eigenschaften erzeugen können. Da die Photonen trotz ihrer unterschiedlichen Ursprünge nicht unterscheidbar waren, konnte das Team die vollständige Quanteninformation (Polarisation und alles) von einem Photon auf das andere sofort übertragen. Das ist nicht das Beamen von Materie à la Star Trek; es ist die sofortige Übertragung von Quanteninformationen, die der heilige Gral für sichere Kommunikation ist. Sobald der Zustand teleportiert ist, zeigt die Messung eines Photons sofort den Zustand des anderen an, egal wie weit sie voneinander entfernt sind – und jeder Abhörversuch würde die Verbindung zerstören. Im Labor funktionierte die Teleportation über 10 Meter gewöhnliches optisches Glasfaser mit einer Erfolgsquote von über 70 %. Das mag bescheiden erscheinen, beweist jedoch, dass das Konzept mit realer Hardware und nicht übereinstimmenden Quellen funktionieren kann. Quantenpunkte lösen das langjährige Problem, Photonen aus verschiedenen Geräten wirklich kompatibel zu machen, was entscheidend für den Aufbau großflächiger Netzwerke ist. Das größere Bild: Dieser Fortschritt bringt ein echtes Quanteninternet viel näher. Zukünftige Knoten könnten ihre eigenen Photonen lokal erzeugen und dennoch nahtlos quantensichere Daten über bestehende Glasfaserleitungen zwischen Städten oder Kontinenten austauschen – und dabei unknackbare Verschlüsselung und potenziell blitzschnelle Quantenverarbeitung gleichzeitig liefern. [Strobel, T., Vyvlecka, M., Neureuther, I. et al. Telekom-Wellenlängen-Quanten-Teleportation unter Verwendung von frequenzkonvertierten Photonen aus entfernten Quantenpunkten. Nat Commun 16, 10027 (2025). 10.1038/s41467-025-65912-8]

Hast du dich jemals gefragt, warum einige Eiswürfel perfekt klar sind, wie Glas, während andere frostig und weiß in der Mitte herauskommen? Es kommt alles darauf an, was im Wasser gelöst ist, bevor es gefriert. Klares Eis beginnt normalerweise mit abgekochtem (oder stark entgasten) Wasser. Das Kochen treibt gelöste Luft – hauptsächlich Sauerstoff und Stickstoff – heraus. Mit fast keinem Gas mehr können sich die Wassermoleküle ordentlich anordnen, während sie gefrieren, und bilden einen einzigen, ununterbrochenen Kristall. Das Licht segelt direkt hindurch, sodass das Eis transparent aussieht. Gewöhnliches Leitungswasser hingegen ist voller gelöster Gase sowie winziger Mengen an Mineralien und Verunreinigungen. Wenn es gefriert, werden diese Gase und Partikel aus dem wachsenden Eiskristall herausgedrückt und in der Mitte oder entlang mikroskopischer Risse eingeschlossen. Das Ergebnis ist ein Labyrinth aus winzigen Blasen und Unvollkommenheiten, die das Licht in alle Richtungen streuen und den Würfel trüb oder weiß erscheinen lassen. Genau aus diesem Grund bestehen gehobene Bars und professionelle Fotografen auf abgekochtem, destilliertem oder gezielt gefrorenem Wasser für ihr Eis. Mit einem schnellen Kochen (oder einem Doppelkochen) und ein wenig Sorgfalt kannst du die gleichen kristallklaren Würfel zu Hause herstellen – ohne ausgefallene Ausrüstung.