Einen nächsten Schritt erreichten Physiker der amerikanischen Yale Universität im September 2007. Wie sie in „Nature“ berichteten, gelang es ihnen nicht nur, ein Photonensignal aus einem Quantenspeicher in Form eines Atoms zu erzeugen, sondern auch, dieses dann mittels Kabel auf ein zweites, entferntes Atom zu übertragen. Damit ist die Kette zu einem Kommunizieren von Quanten-Information erstmals komplett geschlossen.

Leiterbahn für Mikrowellen-Photons © Yale University

In einem herkömmlichen Computer sorgen Leiterbahnen, so genannte „Busse” für die Verbindung zwischen den vielen verschiedenen Elementen. Die Forscher unter Leitung von Robert Schoelkopf und Steven Girvin, beide Professoren für Physik an der Yale Universität haben nun erstmals eine Art „Quanten-Bus“ für ein elektronisches System demonstriert.

Ausgangspunkt dafür war ein Mikrowellen-Photon als Überträger eines Quantenzustands von einem Qubit zum anderen. Die Wissenschaftler wählten bewusst die Mikrowellen-Wellenlänge für ihr Photon, weil dieses durch Drähte zu einem anderen Ort geschickt werden kann. Am anderen Ende dieses Leiters übertrug das Photon seine Information auf das wartende Ziel-Qubit und damit war die Übertragung abgeschlossen.

„Eine neue Eigenschaft dieses Experiments ist es, dass das eingesetzte Photon nur virtuell existiert”, erklärt Johannes Majer, Co-Autor der Studie. „Es existiert nur für den kürzesten Moment bevor es wieder verschwindet.“ Aber schon dieser kurze Moment reicht, um die entscheidende Information zu übertragen. Nach Ansicht der Forscher könnte dieser Ansatz im Prinzip auch auf multiple Qubits ausgedehnt werden und daher als Verbindungselement der zahlreichen Einzelteile eines zukünftigen, komplexeren Quantencomputers dienen.