Quantennetz mit zwei Atomsorten: Oxford hält Verschränkung über zehn Sekunden
Physiker in Oxford verschränken Strontium- und Calcium-Ionen an zwei getrennten Orten. Calcium dient als Speicher und bewahrt den Quantenzustand mehr als zehn Sekunden.
Archivbild · Foto: Jpbowen / Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0 (zugeschnitten und skaliert)
Forschende der Universität Oxford haben in einem Quantennetzwerk erstmals die Verschränkung zwischen Atomen verschiedener Elemente gezielt gesteuert. An zwei getrennten Knoten sitzt jeweils ein Strontium- und ein Calcium-Ion. Die Strontium-Ionen werden über Licht miteinander verschränkt, lokale Operationen übertragen die Verschränkung dann auf die Calcium-Ionen. So entstanden gemeinsame Quantenzustände von bis zu vier Atomen. Die Arbeit erschien am 13. Oktober in Physical Review Letters (DOI 10.1103/qpsf-nlp9).
Der Vorteil der Arbeitsteilung: Die genutzten Zustände des Calciums reagieren weniger empfindlich auf Störungen durch Magnetfelder als die Strontium-Zustände, die für die Verbindung über das Netz zuständig sind. Dadurch verlängerte sich die Lebensdauer der Verschränkung von Millisekunden auf mehr als zehn Sekunden.
„In dieser Arbeit zeigen wir zum ersten Mal, dass wir die Verschränkung zwischen verschiedenen Atomsorten kontrollieren können“, sagte Erstautor Dougal Main. Laut Mitautor Gabriel Araneda könnte das künftige Quantennetze für Aufgaben nutzbar machen, bei denen mehrere weit entfernte Atome einen Quantenzustand teilen und bewahren müssen – etwa beim Quantenrechnen, bei empfindlicheren Messungen an entfernten Orten oder beim Vergleich verschiedener Atomuhren.