Physiker vom Georgia Institute of Technology haben nach eigenen Angaben erstmal ein Photon genanntes Lichtquant mit einem Atom verschränkt, das sich in einer Ansammlung gleichartiger Teilchen befindet. Entsprechend quantenmechanischer Vorstellung bilden beide dadurch eine miteinander verknüpfte physikalische Einheit.

Bislang gab es schon viele Versuche, Atome, Ionen oder Lichtteilchen miteinander zu verschränken. Neu an der Arbeit der Forschergruppe um Alex Kuzmich und Brian Kennedy ist jedoch, dass sie ein Photon mit einem Atom aus einem ganzen Ensemble gleichartiger Partikel verknüpft haben. Sie umgehen so die Schwierigkeit, ein einzelnes Teilchen in einer technisch anspruchsvollen, elektrostatischen Falle zu isolieren und festzuhalten.

Atome eignen sich besser als Photonen zum Speichern von Informationen. Letztere übermitteln dagegen mit Lichtgeschwindigkeit blitzschnell zum Empfänger, was mit materiellen atomaren Teilchen nicht machbar ist.

Die Forscher glauben nun, die Vorteile beider Partikel optimal nutzen zu können, auch wenn es ihnen nur gelang, den verschränkten Zustand für einige Mikrosekunden aufrecht zu erhalten. In dieser Zeit legt das Photon aber immerhin bereits mehrere Kilometer zurück. Für längere Strecken oder für ein ganzes Kommunikationsnetzwerk müssten aber zusätzlich noch geeignete Verstärker ersonnen werden.

Endziel der Forschungsarbeit ist es, Nachrichten abhörsicher von einem Sender zu einem Empfänger zu übertragen. Die Gesetze der Quantenmechanik – der physikalisch korrekten Beschreibung atomarer oder subatomarer Zustände von Teilchen und ihren Wechselwirkungen – lassen dieses Ziel als durchaus erreichbar erscheinen. Denn ein Abhörversuch würde die Eigenschaften des miteinander gekoppelten Systems nachweislich verändern. Für den Empfänger wäre das ein sicheres Signal, dass die Botschaft belauscht wurde.