Die faszinierende Welt der Quanten

lässt es sich unmöglich von einem aus meinem Körper extrahierten Atom unterscheiden. Wichtig ist allein, wo und in welchem Zustand sich jedes einzelne Atom Ihres Körpers befindet.
    Gelänge es also, die Koordinaten und den Anregungszustand jedes einzelnen Teilchens exakt zu bestimmen, bräuchte man diese Informationen nur an die Gegenstelle zu übertragen und könnte so ein exaktes Abbild Ihres Ich erschaffen. Dieses Prinzip ist auf klassische Weise übrigens bereits technisch umgesetzt: im inzwischen schon wieder aussterbenden Faxgerät. Solange die Gegenstelle noch Papier hat, kann der Absender ein Objekt (Brief, Rechnung, Faxwerbung) in Lichtgeschwindigkeit an einen anderen Ort „teleportieren“. Wie gut die Übertragung funktioniert, mit welcher Qualität das Objekt übertragen wird, hängt von der Güte von Sender und Empfänger ab.
    In der Quantenphysik kommt, von den praktischen Schwierigkeiten einer Messung aller Atome eines lebenden Menschen abgesehen, ein weiteres Problem hinzu: Sie erinnern sich bestimmt an die Heisenbergsche Unschärferelation . Je genauer wir den Ort eines Teilchens messen, desto ungenauer werden unsere Informationen über seine anderen Eigenschaften. Auf dieser Grundlage ist schon die genaue Analyse des zu beamenden Objekts unmöglich.

    Bild 33: Wissenschaftler: “Das geht mir so auf den Geist. Jedes Mal, wenn es eine neue Veröffentlichung zur Quanten-Teleportation gibt, schreibt Ihr Journalisten dieselbe enttäuschte Geschichte. Suchen Sie sich jemand anders, ich gehe auf die Bahamas!”
Ein Rezept für Scotty
    Den Ausweg bietet, sonst gäbe es dieses Kapitel nicht, erneut die Quantenphysik. Die Forscher haben allerdings eine Weile gebraucht, um auf den Trick zu kommen: 1993 veröffentlichte ein internationales Forscherteam in den Physical Review Letters das Konzept, das dann 1997 erstmals im Experiment bestätigt wurde. Man braucht dazu ein Phänomen, das wir schon ausführlich besprochen haben: die Verschränkung . Die folgende Abbildung zeigt alle für das Beamen eines einzelnen Teilchens nötigen Schritte.
    1. Grundvoraussetzung ist ein Paar verschränkter Teilchen. Eines davon, C, bekommt Alice (links), das andere, B, Bob.
    2. Alice lässt das zu teleportierende Teilchen A mit C wechselwirken.
    3. Alice misst den gemeinsamen Zustand von Teilchen A und C. Durch diese Messung verändert sich auch der Zustand des mit A verschränkten Teilchens B, und zwar sofort. Außerdem legt die Messung den vorher unbestimmten Zustand von A fest.
    4. Alice gibt das Ergebnis ihrer Messung auf klassische Weise an Bob weiter, also höchstens mit Lichtgeschwindigkeit.
    5. Damit kann Bob nun sein Teilchen B so präparieren, dass sein Zustand eine exakte Kopie von A ist, bevor Alice die Messung durchführte.

    Bild 34: Wie die Quanten-Teleportation funktioniert (Ziffern siehe Text)
Klonen verboten
    Das Verfahren zeigt die Einschränkungen, die eine Quanten-Teleportation von den in der Science Fiction beschriebenen Verfahren unterscheidet. Es entsteht als Ergebnis nämlich kein Klon von A: Die ursprünglichen Eigenschaften des zu teleportierenden Teilchens gehen bei Alice‘ Messung (Schritt 3) verloren. Zwar entstehen auch bei Raumschiff Enterprise Klone nur als „Transporter-Unfall“, doch eine Beschreibung, wie das Original von Captain Kirk jeweils zerstört wird (das muss doch schmerzhaft sein?) bleiben uns die Drehbuch-Autoren schuldig. Das schon 1982 aufgestellte „Nicht-Klonierungstheorem“ fasst diese Tatsache zusammen. Es konnte nämlich gezeigt werden, dass sich andernfalls die Heisenbergsche Unschärferelation austricksen ließe.
    Die zweite Einschränkung betrifft die Geschwindigkeit des Transports. Quanten-Teleportation eignet sich nicht, um die Lichtgeschwindigkeit zu übertreffen. Zwar passiert die Zustandsänderung von Teilchen B sofort, doch Empfänger Bob kann erst dann etwas damit anfangen, wenn er von Alice auf klassischem Weg das Ergebnis der Messung erfahren hat.
    Problem Nummer 3: Es geht eben nicht ohne Gegenstation. Vor allem aber muss der Empfänger mit der anderen Hälfte der verschränkten Teilchenpaare ausgerüstet sein, die beim Absender für die Messung genutzt werden. An einen unbekannten oder noch nie besuchten Ort zu teleportieren, ist also unmöglich.
    Eher praktischer Art ist hingegen die Frage, ob sich auch größere Objekte, etwa ein Mensch, auf diese Weise von Ort zu Ort bewegen könnten. Das ist vor allem ein Problem der Menge. Unser Körper besteht