US-Physiker haben einen neuen Rekord für die Datenübertragung mit einzelnen Photonen (Lichtteilchen) aufgestellt. Das Team der Universität von Illinois in Urbana quetschte im Mittel 1,63 Bit in jedes Photon, wie die Forscher um Julio Barreiro im Fachblatt „Nature Physics“ berichten. Ein Bit ist die Grundeinheit der Information und kann zwei Werte haben: 1 oder 0. Die Technik könnte in Zukunft einmal einer schnelleren Datenübertragung dienen.

Nach den Gesetzen der klassischen Physik kann ein Photon nur genau ein Bit Information übertragen. Quantenmechanische Effekte erlauben jedoch – zumindest in der Theorie – die Übertragung von zwei Bit pro Photon, wodurch sich insgesamt vier Werte darstellen lassen. In der Praxis lässt sich dies jedoch bislang nicht verwirklichen. Speziell gibt die lineare Optik eine Kapazitätsgrenze von 1,585 Bit pro Photon vor. Barreiro und Kollegen nutzten nun einen neuen Ansatz, bei dem Photonenpaare quantenmechanisch miteinander verschränkt wurden.

Dadurch bilden sie einen gemeinsamen Überlagerungszustand. Damit konnten die Forscher – nach ihrem Wissen als erste – die Grenze der linearen Optik durchbrechen. Die Informationsdichte in ihren Versuchen sei der höchste bisher erreichte Wert für die Technik des sogenannten Superdense Coding, und in einem optimierten Aufbau könne sich auf diese Weise die volle quantenmechanisch mögliche Informationsdichte ausnutzen lassen.