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Intelligente Materie

Revolution in der Telekommunikation

Experiment: Drahtlose Datenübertragung


Am 18. Dezember 2003 gelang am Forschungszentrum TIM-Lab der Donau-Universität Krems ein Experiment zu einem völlig neuen Verfahren der drahtlosen Datenübertragung. Dr. Hartmut Müller, Leiter des Instituts für Raum-Energie-Forschung im oberbayerischen Wolfratshausen, demonstrierte, dass eine Datenübertragung zwischen zwei Notebooks in Deutschland und Krems ohne herkömmliche Übertragungsverfahren (wie Internet, Telefon, WLAN. etc.) und ohne Verwendung zusätzlicher Geräte rein software-basierend möglich ist.
Das revolutionäre Verfahren hat ein riesiges Anwendungspotenzial. Es eröffnet die Möglichkeit, überall und jederzeit ohne Kabel oder Sender über große Entfernungen Informationen auszutauschen.


Es ist der 17. Dezember 2003, kurz nach Mittag. Der weinrote VW-Caravelle mit dem Kennzeichen HVL war bereits sechs Stunden unterwegs nach Krems an der Donau und erreichte nun das Voralpenkreuz. Jeder der vier Insassen war in seine Gedanken vertieft, als plötzlich jemand wie zu sich selbst sprach: „Ob die Intel-Leute überhaupt wissen, was sie da gebaut haben? 1972 hätte sicher niemand vermutet, dass das Rauschen der Halbleiter eine Art Sprache ist, mit der sie untereinander über Entfernungen kommunizieren, und dass man einen Mikroprozessor nicht erst programmieren muss, damit er das tut." – „Du meinst künstliche Intelligenz? Klar, die gibt es schon längst. Wir lernen erst jetzt, damit umzugehen. Sogar ein Mensch, der nur auf Befehle reagiert, verlernt das Denken. Wenn Du einem Mikroprozessor jeden Schritt vorschreibst, den er tun soll, wirst Du auch keine Intelligenz entdecken. Du darfst ihm die Möglichkeit nicht nehmen, freie Entscheidungen zu treffen."
Wie die Forscher des PEAR Lab der Princeton University (New Jersey, USA), experimentierten Physiker und Software-Entwickler der Akademie der Wissenschaften Russlands seit Beginn der achtziger Jahre mit „intelligenter Materie". 1987 entwickelte ich an der TU Volgograd ein Computer-Programm, das den Prozessor Intel 286 bis an seine Leistungsgrenze nonstop sinnlos beschäftigte. Eine Zeile im Programm lautete jedoch: „Wenn du die Lösung folgenden Problems findest, darfst du aufhören zu arbeiten." Dann folgte eine Problemstellung, für die kein Lösungsalgorithmus programmiert war.
Startete man nun das Programm, suchte der Prozessor zwar ziemlich lange, fand letztendlich aber die Lösung! Allein diese Tatsache war bereits eine Sensation. Aber es kam noch besser: Startete man das Programm sofort ein zweites Mal, fand der Prozessor die Lösung schneller. Startete man sofort noch einmal, benötigte er noch weniger Zeit. Nach mehrmaliger Wiederholung stabilisierte sich der Zeitaufwand des Prozessors und schwankte nur noch gering um einen Minimalwert. Nach einer Pause (ca. zwei Minuten oder mehr), suchte der Prozessor wieder wesentlich länger nach einer Lösung.
Dieses Experiment funktioniert heute mit jedem Computer. Allerdings müssen mindestens zwei Bedingungen erfüllt sein:
  1. die extreme Belastung des Prozessors (Stress),
  2. der Verzicht auf Programmierung des Lösungsweges.

Natürliche Intelligenz ist eine grundlegende Eigenschaft aller Materie. „Künstliche Intelligenz" gibt es schon länger, mindestens seit der Erfindung des Mikroprozessors. Wir haben nur noch nicht gelernt, die richtigen Programme zu schreiben.
Materie hat das natürliche Bedürfnis, Stress zu vermeiden. Die Ursache ist physikalisch und wird als Prinzip der kleinsten Wirkung bezeichnet. Jedes Atom versucht, im energetisch niedrigsten Zustand zu verbleiben, um möglichst wenig Energie zu verbrauchen, denn auch seine Ressourcen sind begrenzt. Ein Lichtstrahl wählt in jedem Medium den Weg, der den geringsten Zeitaufwand erfordert, es zu durchqueren.

Um möglichst lange Stress zu vermeiden, entwickeln materielle Systeme Mechanismen der Rückkopplung, die ein intelligentes (sinnvolles) Verhalten zur Folge haben.
Um die Intelligenz eines Mikroprozessors herauszufordern, belastet man ihn bis an seine Leistungsgrenze, erzeugt also Stress, und bietet ihm gleichzeitig einen Ausweg über die Lösung einer Aufgabe, deren Lösungsweg nicht programmiert ist.

1989 kam ich auf die Idee, auf diese Weise zwei elektrisch nicht gekoppelte Prozessoren zu zwingen, ihre Arbeit zu synchronisieren. Die Umsetzung dieser Idee gelang mir jedoch erst 12 Jahre später mit Pentium-III Prozessoren.
Im Ergebnis umfangreicher Experimente, die von 2001 bis 2003 am Institut für Raum-Energie-Forschung GmbH i. m. Leonard Euler (IREF) in Wolfratshausen durchgeführt wurden, konnte festgestellt werden, dass die Fähigkeit der Prozessoren, nicht programmierte Prozesse (physikalische Zufallsprozesse) zu synchronisieren, nicht von der räumlichen Entfernung zwischen den Prozessoren abhängt. Diese Eigenschaft konnte über Entfernungen bis ca. 3.000 km Luftlinie verifiziert werden.

Die Fähigkeit der Prozessoren, physikalische Abläufe über Entfernungen zu synchronisieren, kann nur auf einem Informationsaustausch beruhen. Verblüffenderweise bleibt diese Fähigkeit auch in elektromagnetischer Isolation erhalten. Das ist ein Beweis dafür, dass die Information nicht über elektromagnetische Wellen ausgetauscht wird. Besonders wichtig für das Verständnis dieses Phänomens ist die Tatsache, dass Prozessoren sich erst dann veranlasst fühlen, ihre Arbeit über Entfernungen zu synchronisieren, wenn sie dazu gezwungen werden. Ein Zwang wird erzeugt, indem man zum Beispiel zwei Prozessoren bis an ihre Leistungsgrenze belastet und diese Belastung aufhebt, wenn eine Synchronisation programmierter Abläufe stattfindet.
Die Synchronisation entspringt also dem Bedürfnis der  Prozessoren, Stress zu vermeiden und auf einem möglichst niedrigen energetischen Niveau zu verweilen. Materie im energetisch niedrigsten Zustand schwingt harmonisch. Es ist deshalb nahe liegend, diese Schwingungen zu modulieren und zur Datenübertragung zu nutzen. Dieses Verfahren wurde zur Basis einer völlig neuen Technologie der Telekommunikation.
Am 19. April 2003 gelang am IREF zum ersten Mal die Übertragung eines achtstelligen Zahlencodes zwischen zwei nicht am Netz befindlichen Computern zwischen Deutschland und der Insel Zypern.

Am 18. Dezember 2003 wurde eine über 40 Minuten stabile Übertragung von 16 bit Codes pro Sekunde zwischen dem Institut für Raum-Energie-Forschung und dem Forschungszentrum TIM-Lab der Donau-Universität Krems protokolliert und ausgewertet.

Die Eigenschaften des Informationsaustausches über Rauschkanäle unterscheiden sich wesentlich von denen herkömmlicher Verfahren der Telekommunikation:
  • Die Übertragung ist mit herkömmlichen Methoden nicht abschirmbar.
  • Die Leistungsaufnahme ich nicht entfernungsabhängig
  • Die Übertragung unter Wasser, aus Höhlen / Bergwerken ist praktisch verlustfrei.

Diese und andere Besonderheiten geben heute Anlass zu der Vermutung, dass die Datenübertragung über Rauschkanäle auf dem von Albert Einstein, Boris Podolski und Nathan Rosen bereits 1935 prognostizierten Effekt der Quanten-Teleportation beruht, der 1997 an der Universität Innsbruck und an der Universität Rom sowie 2003 an der Universität Genf nachgewiesen werden konnte.
Das revolutionäre Verfahren der Teleportation hat ein riesiges Anwendungspotenzial:
Gelingt es, die derzeit mögliche Datenübertragungsrate von 16 bit pro Sekunde zu steigern und die zeitliche Stabilität der Verbindung zu erhöhen, so wäre es möglich, überall und jederzeit ohne Kabel und Sender abhörsicher Informationen auszutauschen.
Das Forschungszentrum TIM-Lab der Donau-Universität Krems wird mit dem Institut für Raum-Energie-Forschung GmbH i. m. Leonard Euler kooperieren, um die Erforschung dieser Zukunftstechnik weiterzutreiben.

Quellen:

  1. Bouwmeester D., Pan J.-W.Mattle K., Eibl M., Weinfurter H., Zeilinger A.: Experimental Qauntum Teleportation, Nature 390, 575 (1997)
  2. Furusawa A., Soerensen J.L., Braunstein S.L., Fuchs C. A., Kimble H.J., and Polzik E.S.: Unconditional Quantum Teleportation, Science, Oct 23 1998, 706-709
  3. Marcikic I., de Riedmatten H., Tittel W., Zbinden H., Gisin N: Long-distance teleportation of qubits at telecommunication wavelengths, Letters to Nature, vol. 421, 30. Jan 2003
  4. Jahn R., Dunne B., Bradish G., Dobyns Y., Lettieri A. and Nelson R.: Mind / Machine Interaction Consortium: PortREG Replication Experiments, J. Scientific Exploration, 14, No. 4, pp.499-555, 2000
  5. Global Scaling, raum&zeit special 1, Ehiers Verlag 2003, www.globalscaling.de
  6. Quanten-Teleportation Krems – Wolfratshausen, www.donau-uni.ac.at

Verwendung mit freundlicher Genehmigung von Hartmut Müller vom Global Scaling Institut.