In einer bemerkenswerten Leistung wissenschaftlicher Genialität haben Physiker der Technischen Universität Dänemarks ein einzelnes Photon so manipuliert, dass es sich in einem 37-dimensionalen Quantenzustand befindet. Dieser Durchbruch, der im Februar 2025 in Science Advances veröffentlicht wurde, verschiebt die Grenzen der Quantenmechanik und eröffnet aufregende Möglichkeiten für zukünftige Technologien. Das Experiment liefert den bisher stärksten Beweis für die Quanten-Nichtlokalität, bei der Teilchen sich augenblicklich gegenseitig beeinflussen können, was der klassischen Physik widerspricht.
Das Team unter der Leitung von Zhenghao Liu nutzte einen faserbasierten photonischen Prozessor, um Photonen zu erzeugen und zu steuern. Dieses innovative Setup verwendete Hochgeschwindigkeits-elektro-optische Modulation und Zeit-Bin-Codierungstechniken. Dies ermöglichte eine präzise Manipulation der photonischen Zustände und zeigte, dass die Quantenmechanik weitaus nichtklassischer arbeitet als bisher angenommen.
Dieser Fortschritt hat erhebliche Auswirkungen auf Quantencomputer, Kryptographie und Informationsverarbeitung. Die Fähigkeit, Photonen in solch hochdimensionalen Zuständen zu erzeugen und zu steuern, deutet auf das Potenzial für leistungsfähigere Quantenvorteile hin. Wie Liu feststellte: "Die Quantenphysik ist nichtklassischer, als viele von uns dachten", was auf noch tiefgreifendere Entdeckungen hindeutet, die noch kommen werden.