Unvollkommen und verschränkt: Quantenteleportation mit Quantenpunkten

Einer internationalen Kooperation ist es gelungen, Quantenteleportation mithilfe „unvollkommener Quantenpunkte“, also künstlicher Materialstrukturen, zu realisieren.

Professor Rastelli
Professor Rastelli

Prof. Klaus Jöns, Physiker an der Universität Paderborn, erklärt: „Bei der Quantenteleportation wird der Zustand eines Photons, also eines kleinen Lichtteilchens, auf ein anderes übertragen. Sender und Empfänger werden dabei – einfach ausgedrückt – miteinander verschränkt. Dafür bedarf es bestimmter Quellen, die ununterscheidbare Photonen produzieren. Idealerweise verwendet man deterministische Photonenquellen. In der Regel kommen dabei Quantenpunkte aus einem Halbleitermaterial zum Einsatz.“ Anstatt sich auf die Herstellung optimaler Materialien zu konzentrieren, haben die Wissenschaftler*innen nun mit unvollkommenen Quantenpunkten gearbeitet.  Ziel war es, trotz dieses Umstands Teleportationen mit maximaler Zuverlässigkeit zu identifizieren. Durch raffinierte Messmethoden wurde die "Teleporatationsgüte" auf 84,2 Prozent angehoben.

Verwendet wurden Quantenpunkte aus Galliumarsenid, die an der JKU entwickelt wurden. Der Werkstoff hat den Vorteil, hoch verschränkte Zustände erzeugen zu können. Durch spektrale Filterung wurden weitere Optimierungen erzielt.

Die Ergebnisse der Kooperation von JKU (Prof. Armando Rastelli, Semiconductor Physics Division), Uni Paderborn und der Sapienza Universität in Rom wurden nun im Nature Partner-Journal „Quantum Information“ veröffentlicht.

 

NEWS 26.01.2021

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