Je leest:

Eerste teleportatie met atomen

Eerste teleportatie met atomen

Auteur: | 17 juni 2004

Het is natuurkundigen gelukt de kwantumtoestand van het ene atoom naar het andere atoom te teleporteren. Tot voor kort lukte dit alleen met fotonen.

Oostenrijkse wetenschappers teleporteerden de kwantumtoestand van het ene calciumatoom naar het andere calciumatoom acht microns (0,000008 meter) verder. Maar in theorie kan het over een oneindig grote afstand. De kwantumtoestand is onder andere de energieconfiguratie van het atoom en zijn elektronen. Het is de eerste keer dat kwantumteleportatie met atomen in plaats van met lichtdeeltjes plaatsvond. Deze keer is het ook gelukt de teleportatie gecontroleerd uit te voeren.

Onderzoeksopstelling van het teleportatieëxperiment.

De onderzoekers vingen individuele calciumatomen en koelden die extreem af tot een paar miljoenste graden boven het absolute nulpunt. Met behulp van lasers verbonden ze de kwantumtoestanden van twee atomen. Zo ontstaat een kwantummechanische link, entanglement, tussen de deeltjes.

Vervolgens verbonden de wetenschappers een derde atoom op dezelfde manier met één van de andere twee deeltjes. Dat derde atoom was de ‘input’ voor de teleportatie: Wanneer men de kwantumtoestand van het paar met het inputatoom veranderde, trad diezelfde verandering ook op bij het overgebleven (output)atoom.

Kwantumteleportatie in een stappenplan. Eerst worden twee atomen met elkaar verstrengeld. Hun toestanden blijven dan op elkaar reageren, ook al zijn ze niet meer in contact. Daarna bereidt men het inputatoom voor en verstrengelt dat met een van de leden van het originele paar. De toestand van het input-atoom wordt door de band tussen de originele atomen overgebracht naar de output-kant: teleportatie van informatie! Het input- en output-atoom bevinden zich immers in identieke toestanden. bron: Kimle & van Enk, NatureKlik op de afbeelding voor een grotere versie.

Hoewel er niet daadwerkelijk een atoom verplaatst is, spreken natuurkundigen toch van teleportatie. Het outputatoom is na teleportatie namelijk niet meer te onderscheiden van het inputatoom. Dit komt omdat het ene deeltje alle eigenschappen van het andere heeft overgenomen. Het atoom zelf wordt dus niet verplaatst, maar alles wat hem dat atoom maakt ontstaat wel op een andere plaats.

Feitelijk verschijnt dat atoom dus ergens anders, daarom spreekt men van teleportatie. Wat teleportatie ook onderscheidt van verplaatsing is dat de verandering van de kwantumtoestand van het outputatoom geen tijd kost. Het gebeurt precies tegelijk met de verandering aan het inputatoom.

“Deze resultaten zijn een grote stap in de richting van de kwantumcomputer, waarmee we vele malen sneller zullen kunnen rekenen en communiceren dan nu met de meest geavanceerde supercomputers kan”, aldus projectleider Rainer Blatt.

Meer over kwantumcomputers: Kwantumbits zijn twijfelaars, Natuurwetenschap & Techniek, juni 2004.

Dit artikel is een publicatie van Natuurwetenschap & Techniek.
© Natuurwetenschap & Techniek, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 17 juni 2004

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.