Meilenstein der Quantenkommunikation: Zum ersten Mal hat ein Satellit verschränkte Photonen vom Orbit zur Erde gesendet. Sie wurden von zwei mehr als 1.200 Kilometer voneinander entfernten Bodenstationen in China aufgefangen. Die Verschränkung und damit die von den Quanten kodierte Information blieb dabei erhalten, wie die Forscher im Fachmagazin „Science“ berichten. Der Satellit und seine Bodenstationen bilden damit das weltweit erste orbital-planetare Quantennetzwerk.
Die Verschränkung von Quanten macht das scheinbar Unmögliche möglich: das „Beamen“. Weil jede Zustandsänderung eines verschränkten Photons auch den Zustandswechsel beim Partner bewirkt, lässt sich so Information instantan und über große Entfernungen hinweg übertragen. Allerdings: Die maximale Reichweite solcher Quantenkommunikation lag bisher bei wenig mehr als 100 Kilometern. Denn in der Glasfaser, aber auch in der Erdatmosphäre sorgen Störeffekte dafür, dass nur noch wenige Photonen in verschränktem Zustand am Ziel ankommen.
Satellit als Quantenplattform
Die Lösung dafür könnten Quantensatelliten sein: Die von ihnen erzeugten verschränkten Photonen legen den größten Teil ihres Weges durch das Vakuum des Alls zurück – und daher weitgehend ungestört. Dadurch behalten die Photonenpaare ihre Verschränkung auch dann, wenn sie an zwei weit auseinanderliegende Bodenstationen geschickt werden – so die Theorie.
Dass eine solche orbitale Quantenkommunikation tatsächlich möglich ist, hat nun der chinesische Forschungssatellit „Micius“ bewiesen. Der am 16. August 2016 in den Orbit gestartete Satellit hat verschränkte Photonen an zwei 1.203 Kilometer auseinander liegende Empfängerstationen in China geschickt.
