China test kwantumverstrengeling

De kwantumwereld is sedert de eeuwwisseling aan een heuse wedrace bezig. Fysici proberen fotonen (lichtdeeltjes) die samen zijn geproduceerd – en die dus elkaars eigenschappen, zoals de polarisatierichting, bepalen – over steevast grotere afstanden van elkaar te scheiden. Tot nu toe staat het record op 300 kilometer, dat werd gerealiseerd door fotonen langs een optische vezelkabel te sturen.

Wanneer de fotonen zover uit elkaar liggen kunnen ze elkaar in principe niet meer ‘op de hoogte brengen’ van hun eigenschappen (en vooral: hoe die worden gemeten). Althans, die signalering is niet mogelijk zonder de snelheid van het licht in vacuüm te breken – de absolute bovengrens voor alles wat beweegt in het universum. Toch blijkt keer op keer dat de fotonen dit op de een of andere manier tóch doen. Er vindt dus een mysterieuze, instantane informatieoverdracht plaats die theoretici nog niet goed kunnen uitleggen. Een naam hebben ze er wél voor: kwantumverstrengeling.

Afgelopen dinsdag lanceerde China de Quess-satelliet, waarbij de naam staat voor Quantum Experiments at Space Scale. Dat is precies wat de kunstmaan, die draait in een baan op 500 kilometer boven het aardoppervlak, de komende twee jaar gaat doen: fotonenparen (in het infrarood) produceren en ze vervolgens naar twee verschillende labs op de grond sturen. Eén foton gaat naar een grondstation gelegen in de westelijke provincie Xinjiang, het andere vliegt naar een station in de buurt van Peking. Op het moment van detectie in beide grondstations zullen de fotonen liefst 1200 kilometer van elkaar gescheiden zijn – een serieuze verbetering van het huidige record (als het lukt).

Dat uitgerekend China de satelliet lanceert is geen toeval. Volgens de Oostenrijkse kwantumfysicus Anton Zeilinger, dé wereldautoriteit op het vlak van kwantumverstrengeling, doet het land er alles aan om vooraan te staan in het fundamentele onderzoek naar kwantuminformatie en in de (daaropvolgende) ontwikkeling van de kwantumcomputer. In een interview met Eos eerder dit jaar verwees Zeilinger al naar de ambitie van de Chinezen om het toekomstige ‘Quantum Valley’ naar hun land te halen.

Bron: Jianwei Panfrom, University of the Science and Technology of China