teleportatie

Onderzoekers van de TU Delft hebben informatie geteleporteerd. En dat is een primeur. Ze verplaatsten informatie in een quantumbit naar een andere quantumbit zonder dat die informatie door de ruimte reisde.

De onderzoekers mogen trots zijn op hun primeur. Maar ook op het feit dat hun teleportatiemethode zo betrouwbaar is. “Het bijzondere aan de methode die wij gebruiken, is dat de teleportatie met 100 procent zekerheid werkt,” vertelt onderzoeker Ronald Hanson. “De informatie komt altijd aan, zogezegd. Daarnaast heeft de methode de potentie om ook met 100 procent nauwkeurigheid te werken.”

Verstrengeling
De methode van de onderzoekers maakt gebruik van een bijzonder fenomeen: verstrengeling. “Verstrengeling is misschien wel het vreemdste en meest intrigerende gevolg van de wetten van quantummechanica,” vertelt onderzoeker Ronald Hanson. “Als twee deeltjes verstrengeld zijn, smelten hun identiteiten samen: hun gezamenlijke toestand is exact bepaald, maar de identiteit van elk afzonderlijk is verdwenen. De verstrengelde deeltjes gedragen zich als één, ook als ze ver van elkaar verwijderd zijn.” In dit geval waren de twee deeltjes drie meter van elkaar verwijderd. “Maar dat zou in theorie ook de andere kant van het universum kunnen zijn.”

En nu mensen?

Gaan we in navolging van deze primeur in de toekomst ook mensen teleporteren? Carlo Beenakker, hoogleraar theoretische natuurkunde aan de universiteit Leiden, heeft er een hard hoofd in, zo vertelt hij aan Scientias.nl. “Wij mensen zijn veel te kwetsbaar en teleportatie is de ultieme kankermachine.”

Elektronen in diamant
Om twee quantumbits (twee eenheden van quantum-informatie) met elkaar te kunnen verstrengelen, moesten die quantumbits eerst vervaardigd worden. De onderzoekers deden dat met behulp van elektronen in diamant. “We gebruiken diamant, omdat daarin ‘mini-gevangenisjes’ voor elektronen worden gevormd als een stikstofatoom op de plaats van één van de koolstofatomen zit. Omdat we deze ‘gevangenisjes’ individueel kunnen bekijken, is het mogelijk om een individueel elektron en zelfs één atoomkern te bestuderen ten te controleren. We kunnen de spin (draairichting, red.) van deze deeltjes in een vooraf bepaalde toestand klaarzetten, die spin controleren en vervolgens ook uitlezen. Dit alles doen we in materiaal waarvan chips gemaakt kunnen worden. Dat is belangrijk, want velen geloven dat we alleen chip-based systemen kunnen opschalen naar een praktische technologie.”

Veilig internet
Met die ‘praktische technologie’ verwijst Hanson naar een heus quantum-internet: een communicatienetwerk voor toekomstige supersnelle quantumcomputers. Deze computers zullen berekeningen waar supercomputers nu jaren over doen in een oogwenk oplossen. Het quantum-internet verbindt een netwerk van quantumcomputers met elkaar. Eén van de grote voordelen van zo’n quantum-internet is dat de informatie volkomen veilig verstuurd wordt: omdat de data niet door de ruimte reist, kan deze niet worden onderschept.

Het werk van de onderzoekers smaakt naar meer. Deze zomer hopen ze hun experiment te herhalen. Alleen zullen de twee quantumbits zich dan op 1300 meter afstand bevinden. Als dat experiment slaagt, zouden de onderzoekers de eersten ter wereld kunnen zijn die aan alle criteria van de loophole-free Bell test voldoen. De test wordt binnen de quantummechanica gezien als de Heilige Graal en vormt het ultieme bewijs dat Einstein – die niet dacht dat verstrengeling echt was – het mis had.