Dansk forsker teleporterer med en killing
Nu kan forskerne bruge en særlig lysstråle kaldet en Schrödingers killing til teleportation. Metoden kan på sigt føre til kvantecomputere og til kommunikation, der er sikret mod aflytning.

I tre år arbejdede eliteforsker Jonas Neergaard-Nielsen med kvanteoptik i Japan. Nu er han postdoc på DTU. (Foto: Kazuhiro Hayasaka)

I tre år arbejdede eliteforsker Jonas Neergaard-Nielsen med kvanteoptik i Japan. Nu er han postdoc på DTU. (Foto: Kazuhiro Hayasaka)

Hvis man har læst om kvantefysik, er man sikkert også stødt på Schrödingers kat. Dette forunderlige dyr er både levende og dødt på samme tid, lige indtil man kigger efter.

Sådan er kvantemekanikkens love nemlig indrettet. Objekter kan være i to forskellige tilstande samtidig. Først når man foretager en måling og derved forstyrrer systemet, vælger det side - katten afsløres som værende enten død eller levende.

Schrödingers kat er blot er tankeeksperiment, der er designet til at sætte fokus på de mystiske og kontraintuitive konsekvenser af kvantemekanikken. Jonas Neergaard-Nielsen, der er postdoc på institut for fysik på Danmarks Tekniske Universitet, har da heller ikke eksperimenteret med en kat, men i stedet med Schrödingers killing.

Killingerne er lysbølger

Ingen dyr kom dog til skade under forsøget, der blev foretaget på Japans nationale institut for informations- og kommunikationsteknologi (NICT) i Tokyo. I stedet for katte brugte forskerne nemlig lysstråler. Forsøget er netop blevet beskrevet i det videnskabelige tidsskrift Nature Photonics.

»Vi starter med at sammensmelte to lysbølger, der er ude af fase med hinanden. Så har vi en bølge, der svinger op-ned-op-ned, som er overlejret en bølge, der svinger ned-op-ned-op,« fortæller Jonas Neergaard-Nielsen.

Der bliver endnu ikke teleporteret genstande, som det ses i Star Trek. (Foto: Jonas Neergaard-Nielsen)

Sådan en lysstråle kalder fysikerne for Schrödingers killing - en lille Schrödingers kat. Den kan siges at befinde sig i grænseområdet mellem mikroskopiske og makroskopiske objekter.

Teleportation af informationer

Forsøget i Tokyo gik langt videre, for forskerne ville finde ud af, om sådan en killing kan bruges til teleportation. Det kan den.

»Vi tager en killing og splitter den ad, og så bruger vi den ene af de to dele til at måle på en input-lysstråle, som vi gerne vil teleportere. Og så gør vi det.«

Det kræver vist lidt forklaring, som Jonas Neergaard-Nielsen også gerne forsøger at give.

»Vi tager en lysstråle og sender den gennem et halvgennemsigtigt spejl. Så deler den sig i to, og de to stråler er sammenfiltrede. Det er et fællesskab mellem dem - de er i samme tilstand. Det betyder, at hvis du gør noget ved den ene, vil du med det samme indvirke på, hvordan den anden opfører sig.«

Opdagelsen gør det muligt på længere sigt at konstruere en optisk kvantecomputer, der kan foretage visse former for beregninger langt hurtigere end de eksisterende computere. (Foto: Jonas Neergaard-Nielsen)

»Ved hjælp af dette kvantemekaniske fænomen, der kaldes entanglement - sammenfiltring - kan vi overføre information fra ét sted til et andet med kvanteteleportation.«

Det lyder meget eksotisk og science fiction-agtigt, at forskerne sådan hygger sig med at teleportere fra den ene ende af laboratoriet til den anden, men Jonas Neergaard-Nielsen skynder sig at sige, at der altså ikke er tale om den slags teleportation, der er kendt fra Star Trek, hvor man flytter ting og mennesker fra sted til sted. Det er kun information, der kan teleporteres.

Kvantecomputere er målet

Udover at blive klogere på, hvordan verden hænger sammen på det allermest fundamentale niveau, er målet for kvanteforskere at udvikle teknologier til fremtidens computere og kommunikationsnetværk.

Forskerne bag det nye resultat håber da også på, at resultatet på sigt kan føre til sikker kvantekommunikation over meget lange afstande.

På endnu længere sigt kan det blive muligt at konstruere en optisk kvantecomputer, der kan foretage visse former for beregninger langt hurtigere end de eksisterende computere.

»Man kan lave en computer, der baserer sig på en kvantelogik, hvor man koder kvantebits ind i disse her bølgetilstande. For at kunne foretage regneoperationer med kvantebits har man brug for at kunne teleportere - og det viser vi, hvordan man kan gøre,« slutter Jonas Neergaard-Nielsen.
 

Hej! Vi vil gerne fortælle dig lidt om os selv

Nu hvor du er nået helt herned på vores hjemmeside, er det vist på tide, at vi introducerer os.

Vi hedder Videnskab.dk, kom til verden i 2008 og er siden vokset til at blive Danmarks største videnskabsmedie med 1 million brugere om måneden.

Vores uafhængige redaktion leverer dagligt gratis forskningsnyheder og andet prisvindende indhold, der med solidt afsæt i videnskabens verden forsøger at give dig aha-oplevelser og væbne dig mod misinformation.

Vores journalister fortæller historier om både kultur, astronomi, sundhed, klima, filosofi og al anden god videnskab indimellem - i form af artikler, podcasts, YouTube-videoer og indhold på sociale medier.

Vi stiller meget høje krav til, hvordan vi finder og laver vores historier. Vi har lavet et manifest med gode råd til at finde troværdig information, og vi modtog i 2021 en fornem pris for vores guide til god, kritisk videnskabsjournalistik.

Vores redaktion gør en dyd ud af at få uafhængige forskere til at bedømme betydningen af nye studier, og alle interviewede forskere citat- og faktatjekker vores artikler før publicering.

Hvis du går rundt og undrer dig over stort eller småt, vil vi elske at høre fra dig og forsøge at give dig svar med forskernes hjælp. Send bare dit spørgsmål til vores brevkasse Spørg Videnskaben.

Vi håber, at du vil følge med i forskningens forunderlige opdagelser her på Videnskab.dk.

Få et af vores gratis nyhedsbreve sendt til din indbakke. Du kan også følge os på sociale medier: Facebook, Twitter, Instagram, YouTube eller LinkedIn.

Med venlig hilsen

Videnskab.dk

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Danske corona-tal

Videnskab.dk går i dybden med den seneste corona-forskning. Læs vores artikler i temaet her.

Hver dag opdaterer vi også de seneste tal.

Dyk ned i grafer om udviklingen i antal smittede, indlagte og døde i Danmark og alle andre lande.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs om astronautens foto af polarlys, som du kan se herunder.