“Beam me up Scotty”. Liefhebbers van Star Trek weten onmiddellijk waar dat over gaat. Zich verplaatsen in het heelal zonder een vermoeiende, lange en gevaarlijke reis. Teleportatie. Wat zou het fijn zijn als wij dat ook konden. Helaas, we zullen nog lange tijd met de bus naar ons werk of naar school moeten.

Wat wel kan is kwantumteleportatie. Kwantumteleportatie is geen verplaatsing van materie maar het terstond verzenden van kwantuminformatie van een zender naar een ontvanger, in principe onbeperkt ver verwijderd. Het werd voor de eerste keer uitgevoerd in 1997 met fotonen over enkele centimeter door twee teams in Italië en Oostenrijk. Het record staat momenteel (januari 2024) op een team uit China dat erin slaagde teleportatie uit te voeren over een afstand van meer dan 1 000 km met behulp van verstrengelde fotonen uitgezonden door de satelliet Micius op 1 400 km van de aarde.

De basis van kwantumteleportatie is kwantumverstrengeling: twee deeltjes, die in superpositie zijn, tussen twee elkaar uitsluitende toestanden, die we met 0 en 1 aanduiden. Die deeltjes kunnen van alles zijn. In het Chinese experiment waren het fotonen.

We vertellen vereenvoudigd hoe de teleportatie van een foton verloopt, gesteund op het Chinese experiment.

Stel je het volgende voor: Anna zit in haar lab in Brussel en wil de originele versie van een foton (groen) naar haar vriend Bert in New York sturen. Chris zit achter zijn computer in Wenen en heeft twee verstrengelde fotonen (geel).

De verzender Chris hoeft de kwantumtoestand niet te kennen van de verzonden fotonen, noch de locatie van de ontvangers.

De verandering van ‘geel’ naar ‘blauw’ gebeurt niet-lokaal, dus onmiddellijk, maar Bert moet wachten op het lokale signaal (email) van Anna om ‘blauw’ om te zetten in ‘groen’.

Omdat Bert moet wachten op het (lokale) signaal van Anna kan teleportatie niet met grotere snelheid dan die van licht gebeuren.

Een hacker kan eventueel de klassieke communicatie tussen Anna en Bert afluisteren. Maar hij kan daar niks mee doen. Hij kan immers geen informatie te weten komen over de verstrengelde fotonen (geel of blauw). De hacker kan wel de blauwe en groene recepten afluisteren maar heeft het gele foton niet dat door verstrengeling is verstuurd.