Zu wissen, wie schnell ein Quantenprozess sein kann, offenbart die ultimativen Grenzen der Informationsverarbeitung. Das Brachistochronen-Problem für zweistufige Quantensysteme - der schnellste Weg zwischen zwei Quantenzuständen - ist schon lange bekannt. Diese Lösungen sind jedoch im Allgemeinen nicht auf größere Quantensysteme anwendbar. In Phys. Rev. X 11, 011035 (2021) demonstrieren wir experimentell einen Quantenprozess kürzester Dauer, der sich grundsätzlich nicht auf eine Zwei-Niveau-Dynamik reduzieren lässt.

Wir führen einen schnellen kohärenten Transport eines atomaren Wellenpakets über eine Strecke von 15-facher Länge mit einem optischen Förderband durch. Unsere Messungen der Transporttreue lösen den Übergang von einem quantenkontrollierbaren zu einem nicht-quantenkontrollierbaren Prozess scharf auf, wenn die Zeit verkürzt wird, und enthüllen so die Existenz einer minimalen Dauer - einer Quantengeschwindigkeitsgrenze. Basierend auf einem geometrischen Ansatz zur Quantenzustandsdynamik liefern wir eine untere Schranke für die minimale Prozessdauer jenseits des Zwei-Ebenen-System-Paradigmas.

Diese Ergebnisse werfen ein Licht auf eine fundamentale Geschwindigkeitsgrenze der Quantenzustandsdynamik. Die Identifizierung von Quantenprozessen mit kürzester Dauer ist wichtig für Quantensensorik und Quantencomputer.