Chinezen verpulveren record kwantumverstrengelen

Kwantumverstrengeling treedt op wanneer twee deeltjes, ongeacht hoe ver ze van elkaar zijn verwijderd, onlosmakelijk met elkaar zijn verbonden. Dit kan bijvoorbeeld gebeuren bij twee fotonen die in een optisch kristal uit een ‘moederfoton’ ontstaan en vervolgens elk een andere kant op vliegen. Wordt op een van de lichtdeeltjes een meting verricht – bijvoorbeeld van de polarisatierichting – dan ‘voelt’ het andere foton dit onmiddellijk.

Voor een goed begrip: de informatieoverdracht tussen de twee fotonen gebeurt sneller dan de lichtsnelheid, wat volgens Einsteins relativiteitstheorie nochtans verboden is – ziehier een belangrijke reden waarom fysici die theorie nog altijd niet hebben kunnen verzoenen met de kwantummechanica. Dat kwantumverstrengeling écht is en geen resultaat van duistere kwantummechanische processen die we nog niet kennen, is de voorbije jaren afdoende bewezen.

Onder andere door de Oostenrijkse fysicus Anton Zeilinger, die erin slaagde fotonen te verstrengelen tussen de Canarische eilanden Tenerife en La Palma – meer dan 100 kilometer uit elkaar. Wat Zeilinger al aangaf in een interview met Eos, is nu gebeurd. De Chinezen hebben het wereldrecord kwantumverstrengelen verbroken – of beter: ze hebben het verpulverd. Dat deden ze door het veilige vacuüm van de ruimte op te zoeken.

Tussen drie grondstations verspreid over gans China en een satelliet in een (lage) baan rond de aarde, slaagden de onderzoekers erin fotonen uit laserlicht met elkaar verstrengelen. Vanuit de satelliet werd een laserbundel op de aarde afgestuurd, maar niet vooraleer die langs een splitter was gepasseerd. Daardoor ontstonden twee aparte bundels met een verschillende polarisatierichting.

De bundels gingen naar de drie verschillende grondstations die ettelijke honderden kilometers uit elkaar lagen –in China kan zoiets. De verstrengelde fotonen werden bijvoorbeeld naar één station gestuurd, terwijl de andere bundel – waaruit de fysici de polarisatierichting van beide bundels konden opmaken – ter controle naar een ander station ging. Uit het feit dat de polarisatierichting van de verstrengelde fotonen werd bepaald op het moment dat de controlebundel werd ontvangen, konden de wetenschappers afleiden dat hun experiment en recordpoging – meer dan 1.200 kilometer – was geslaagd.