Niemand begreift die Merkwürdigkeiten wirklich, die in unserer Welt auf Quantenmaßstab vor sich gehen. Aber immerhin können Physiker sie exakt berechnen und werden immer geschickter darin, die Quantenwelt zu manipulieren. Beim Teleportieren, volkstümlich Beamen genannt, hat ein internationales Forscherteam jetzt Informationen von Licht auf Materie übertragen: Eugene Polzik vom Niels-Bohr-Institut der Universität Kopenhagen und seine Kollegen haben den Quantenzustand eines Lichtpulses auf gekühltes Cäsiumgas teleportiert, über eine Entfernung von einem halben Meter hinweg. Es war das erste Mal überhaupt, dass Teleportation zwischen Objekten verschiedener Art gelang.

Technisch entspricht Quanten-Teleportation nicht dem Beamen, wie man es aus der Science-Fiction kennt. Sie überträgt nichts Stoffliches, sondern pure Information die beteiligten Teilchen bleiben am Ort, ihre Eigenschaften verändern sich. Der Effekt ist jedoch ähnlich. Der neue Zustand des Zielsystems ist am Ende exakt der alte Zustand des Quellsystems.

Um Informationen von Lichtteilchen auf Cäsiumatome zu übertragen, mussten Polzik und Kollegen tricksen: Sie schickten einen Hilfspuls aus einem Laser durch das magnetisierte Cäsiumgas und mischten ihn mit dem Lichtpuls, den sie teleportieren wollten. Den gemischten Puls analysierten sie per Computer und schickten das Ergebnis durch eine herkömmliche Datenleitung zurück zum Cäsiumgas, das sie in einem kleinen Glaswürfel aufbewahrten. Ein gezielter Stromstoß durch eine Spule richtete die Atome dann so aus, dass ihr Schwingungszustand im Magnetfeld getreu dem ursprünglichen Zustand des Lichtpulses entsprach.

Weshalb so umständlich? Warum maßen die Forscher nicht direkt den Zustand des zu teleportierenden Lichtpulses und schickten ihn auf herkömmlichem Weg zum Cäsiumgas? " Die Gesetze der Quantenmechanik verbieten es", sagt Polzik. " Gerade das war die Herausforderung: Wie kann man etwas übertragen, was man nicht messen darf?" Nachdem der zu teleportierende Puls mit dem Hilfspuls vermischt ist, ist sein alter Zustand verwischt. Aber er kann in den Cäsiumatomen wieder auferstehen, weil der Hilfspuls zuvor mit diesen Atomen quantenmechanisch "verschränkt" wurde. " Das ist die eigenartige Schönheit der Quantenwelt", sagt Polzik.

Damit man überhaupt zwischen zwei verschiedenartigen physikalischen Systemen teleportieren kann, müssen beide durch dasselbe physikalische Modell beschreibbar sein in diesem Fall das Modell der harmonischen Schwingung. So lässt sich die Welle des Lichtpulses in die periodische Bewegung der Atome übersetzen. Die Idee dazu hatten vor anderthalb Jahren Ignacio Cirac vom Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching und seine Mitarbeiter, seither hatte Polzik in Kopenhagen an der Verwirklichung getüftelt. " Die Schwierigkeit war, Licht und Materie auf Knopfdruck verschränken zu können", sagt er, "das hatte vorher niemand geschafft."

Anders als in der fantastischen Literatur kann Teleportation in der Wirklichkeit nur zwischen Quantenobjekten gelingen. Für Gegenstände der Alltagswelt sind die beteiligten Prozesse zu störempfindlich.

Dennoch ist Quanten-Teleportation nicht nur von akademischem Interesse. Sie spielt eine Schlüsselrolle für das junge Gebiet der Quantenkommunikation, das beispielsweise die abhörsichere Übertragung von Daten verspricht. Und dabei füllt der Aufbau von Polzik und Kollegen eine wichtige Lücke, denn speichern lassen sich Daten am besten in Materie, versenden am besten in Licht. " Wenn es irgendwann eine Quantenleitung zwischen Kopenhagen und München gibt, dann mit Systemen wie unserem", sagt Polzik.