Rund sechzig Jahre ist es her, seit der Science-Fiction-Klassiker "Star Trek" den Traum vom Beamen befeuerte. "Beam me up", sagt Captain Kirk darin zu seinem Chefingenieur Montgomery Scott, um wieder zurück zum Raumschiff Enterprise gebracht zu werden. In den Filmen ist Beamen die Idee, in einen großen Scanner zu steigen, um wenige Momente später gänzlich unbeschadet an einem völlig anderen Ort wieder herauszukommen.

Gäbe es die Technologie auch in der realen Welt, würde sie unser Leben wohl ziemlich auf den Kopf stellen. Am Morgen könnten wir uns per Knopfdruck nach New York ins Büro beamen, die Mittagspause würden wir auf einem Strand in der Karibik verbringen und am Abend dann vom Mond auf die Erde blicken. Grenzen würden womöglich überflüssig werden, vielleicht sogar das Konzept von Nationalstaaten. Hotels hätten mit Übernachtungen zu kämpfen (denn zum Schlafen könnten wir uns einfach wieder nach Hause beamen), Flughäfen und Straßen würden ihre Bedeutung verlieren und vielleicht in Parks oder Fußgängerzonen umgewandelt werden (sofern dann überhaupt noch jemand zu Fuß geht). Aber werden wir uns tatsächlich eines Tages beamen können?

Teleportation von Lichtteilchen

Zumindest im Moment scheint die Wissenschaft von einer Teleportation von Menschen noch weit entfernt. In der Welt der Quantenmechanik ist Teleportation aber bereits möglich – allerdings nicht von Materie, sondern von Informationen. Vor fünf Jahren ist es chinesischen Forscherinnen und Forschern beispielsweise gelungen, Photonen, also Lichtteilchen, zu einem knapp 500 Kilometer entfernten Satelliten zu teleportieren.

Das Phänomen dahinter nennt sich Quantenverschränkung. Dabei bleiben zwei Teilchen wie von Geisterhand miteinander verbunden und teilen ihre physikalischen Eigenschaften. Ändert sich der Zustand eines Teilchens, verändert sich das andere ebenso, selbst wenn die Teilchen Lichtjahre voneinander entfernt sind. Damit lassen sich Informationen zwischen den beiden Teilchen übertragen – quasi ohne Unterbrechung und damit schneller als mit Lichtgeschwindigkeit. Forschende haben zudem herausgefunden, dass auch ein drittes Teilchen benutzt werden kann, um zwei andere Teilchen miteinander zu verschränken. Innerhalb eines solchen Netzwerks können dann wiederum Informationen zwischen den Teilchen ausgetauscht werden.

Information schnell übertragen

Innerhalb solcher Quantennetzwerke ließe sich Information abhörsicher ohne Unterbrechungen quer über den Planeten (und auch auf andere Planeten) übertragen. Zudem könnten künftig auch Quantencomputer in einem solchen Netzwerk miteinander verbunden werden, um deren Rechenleistung noch weiter zu steigern, glauben Forschende.

Die Schwierigkeit: Die Quanteninformation ist äußerst empfindlich und kann während der Manipulation und Auslese der Quantenzustände leicht zerstört werden. Den Informationsfluss über längere Zeit und Distanzen aufrechtzuerhalten ist laut Forschenden extrem schwierig. Von größeren Quantennetzwerken zur Informationsübertragung ist die Wissenschaft bisher noch weit entfernt. Ganz zu schweigen von der Teleportation von Atomen oder Molekülen.

Riesige Datenmengen

Noch um Welten schwieriger wird es, eines Tages auch uns Menschen zu teleportieren. Damit das gelingt, müsste laut Experten jedes unserer Teilchen in seiner exakten Struktur, Position, seinem gegenwärtigen Zustand und seinem Verhalten zu anderen Teilchen erfasst und in Information umgewandelt werden. Transportiert würde also weiterhin nicht Materie, sondern nur Information. Diese würde dann an einen Empfänger an dem gewünschten Ort übertragen werden, wo unser Körper dann gemäß dem gescannten Abbild Teilchen für Teilchen wieder aufgebaut wird. Bei jeder Teleportation müsste dieser Vorgang wiederholt werden.

Wissenschafter der Universität Leicester haben sich vor einigen Jahren die Mühe gemacht zu berechnen, wie groß die Datenmenge wäre, um einen Menschen mit all seinen Zellen und Teilchen abzubilden und zu speichern. Die Zahl, die sie herausbekamen, ist schwer vorstellbar: 2,6 mal 10^42 Bits – oder 26 gefolgt von 42 Nullen. Eine solche Datenmenge zu verarbeiten und zu speichern würde laut Forschenden eine enorme Menge an Energie verschlingen – womöglich ein Vielfaches von dem, was die Welt jedes Jahr an Strom erzeugt –, und die Übertragung würde Tausende von Jahren dauern.

Viele offene Fragen

Zudem stellt sich die Frage, ob ein Mensch bei einer Teleportation überhaupt heil am anderen Ort ankommen könnte. Alle Neuronen, Zellen, Gedanken und Erinnerungen müssten detailgenau so sein wie vorher. 3D-Drucker und Scanner stoßen schon bei der Reproduktion herkömmlicher Objekte schnell an ihre Grenzen. Wie soll es dann gelingen, eines Tages etwas so Komplexes wie unser Gehirn und unsere gesamte Persönlichkeit zu kopieren? Möglicherweise werden wir ohnehin nie alle Informationen über unsere Atome sammeln können, befürchten Forschende.

Und wäre der Mensch am anderen Ort dann noch derselbe Mensch oder nur eine schlechte Kopie seiner selbst? Was passiert mit jenem Körper, der bei der Teleportation zurückbleibt? Dieser würde aller Voraussicht nach während des Vorgangs zerstört werden. Wer würde sich freiwillig auf so eine Prozedur einlassen?

Beamen wird wohl auch in naher Zukunft noch ein Traum bleiben – und eher der Stoff in Science-Fiction-Filmen als der Realität. Zumindest in Filmen lässt sich mit der Technologie aber bereits hervorragend reisen. (Jakob Pallinger, 6.7.2022)