Experiment ermöglicht Erforschung komplexer Quantennetzwerke –
Das Bellsche Theorem, für das Alain Aspect, John F. Clauser und Anton Zeilinger 2022 den Nobelpreis für Physik erhielten, besagt, dass verschränkte Teilchen auch dann miteinander verbunden bleiben, wenn sie weit voneinander entfernt sind. Dieses als Quanten-Nichtlokalität bezeichnete Phänomen gilt seit Jahrzehnten als zentraler Nachweis dafür, dass die Natur den probabilistischen Regeln der Quantenmechanik folgt, die über die klassische Physik hinausgehen. Ein internationales Forscherteam aus China, Deutschland, der Schweiz, Österreich, Spanien und Frankreich hat dieses Prinzip nun erweitert: Mithilfe eines sogenannten „eleganten Dreiecks“ konnten neue Formen der Quanten-Nichtlokalität in Netzwerken mit mehreren Knotenpunkten nachgewiesen werden. Die Ergebnisse wurden Anfang Mai 2026 in Physical Review Letters veröffentlicht.
Im Paper beschreiben die Forschenden, wie sie das Bellsche Theorem auf komplexe Netzwerke angewandt haben. „Dies ist etwas völlig Neues, das erst dann entsteht, wenn mehrere unabhängige Quantenquellen durch verschränkte Messungen interagieren“, erklärt Prof. Dr. Nicolas Gisin von der Constructor University in Bremen, der am Experiment beteiligt war. Während klassische Bell-Tests auf einer einzelnen Quelle verschränkter Teilchen basieren, untersuchte das Forscherteam erstmals die Nichtlokalität in einem Netzwerk aus mehreren unabhängigen Quellen und miteinander verbundenen Knotenpunkten. Dafür nutzten die Forschenden ein sogenanntes „Dreiecksnetzwerk“: Drei Parteien waren über drei separate Quellen verschränkter Teilchen miteinander verbunden. Anders als in herkömmlichen Bell-Experimenten wurden dabei feste Quantenmessungen durchgeführt, ohne zufällige Auswahl der Messungen. Jede Partei analysierte Teilchen aus zwei unabhängigen Quellen, wodurch ein deutlich komplexeres Netzwerk von Quantenkorrelationen entstand.
Die Ergebnisse zeigen, dass selbst in einem Netzwerk mit mehreren unabhängigen Quellen und festen Messungen Quantenkorrelationen entstehen können, die sich nicht durch klassische Physik erklären lassen. Das Forschersteam konnte damit erstmals eine eigenständige Form der Netzwerk-Nichtlokalität namens „echte Quantennetzwerk-Nichtlokalität“ (Genuine Quantum Network Nonlocality) nachweisen, die direkt aus der Struktur des Quantennetzwerks hervorgeht und nicht auf herkömmliche Zwei-Teilchen-Bell-Szenarien reduziert werden kann. Mithilfe mathematischer Analysen und Methoden des maschinellen Lernens zeigten die Forschenden, dass sich die beobachteten Korrelationen nicht durch klassische Modelle reproduzieren lassen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Quanten-Nichtlokalität nicht nur unter kontrollierten Laborbedingungen auftritt, sondern auch in komplexen Netzwerkstrukturen, wie sie zukünftigen Quantentechnologien zugrunde liegen könnten. Damit liefert das Experiment wichtige Erkenntnisse für die Entwicklung groß angelegter Quantennetzwerke, etwa zur sicheren Quantenkommunikation oder zur Vernetzung von Quantencomputern über große Distanzen. Zugleich ebnen die Ergebnisse den Weg für weitere Experimente mit noch größeren und komplexeren Quantennetzwerken.
Quellennachweis: https://nachrichten.idw-online.de/2026/05/11/auf-dem-weg-zum-quanteninternet-wegweisendes-experiment-erlaubt-erforschung-komplexer-quantennetzwerke
