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Im Experiment mit zwei verschränkten Photonen-Paaren konnten diese derart manipuliert werden, dass erst später entschieden wurde, in welchem Quantenzustand sich zwei der Lichtteilchen befunden hatten.
Wien - Dass die Quantenwelt seltsam erscheint, haben schon viele quantenphysikalische Experimente gezeigt. Die Verschränkung etwa ist ein solches Phänomen, bei dem zwei Teilchen über beliebige Distanzen wie durch Zauberhand verbunden bleiben. Nun haben Wiener Physiker um Anton Zeilinger in einem in der Wissenschaftszeitschrift "Nature Physics" veröffentlichten Experiment demonstriert, dass in der Quantenwelt Handlungen Einfluss auf vergangene Ereignisse haben können.
"Wir können davon ausgehen, dass die Welt tatsächlich so verrückt ist, wie Einstein hoffte, dass sie es nicht ist", hatte Zeilinger schon vor einigen Jahren gesagt und mit seiner Gruppe nun einmal mehr den Beweis dafür angetreten. Sie gehen dabei von der Verschränkung von Teilchen aus - ein Phänomen, das der österreichische Physiker Erwin Schrödinger als charakteristische Eigenschaft der Quantenmechanik schlechthin und Albert Einstein als "spukhafte Fernwirkung" bezeichnet hat: Zwei verschränkte Teilchen, etwa zwei Photonen, bleiben über beliebige Distanzen miteinander verbunden.
"Separable Quantenzustände"
Könnte man zwei Spielwürfel verschränken, wüsste man bis zur Messung nicht, welche Augenzahl sie zeigen. Nach der Messung würde aber mit Sicherheit bei beiden die gleiche - zufällige - Seite nach oben zeigen. Sind zwei Teilchen nicht verschränkt, hat jedes seine eigene wohldefinierte Eigenschaft - die Physiker sprechen von "separablen Quantenzuständen". Im Fall der Würfel würde bei jedem davon eine zufällige Seite nach oben zeigen, völlig unabhängig vom anderen Würfel.
Jetzt sollte man meinen, dass auch in der Quantenwelt die Frage, ob die beiden Teilchen verschränkt sind oder nicht, klar beantwortet werden kann, oder wie die Physiker es ausdrücken, "ein objektives Faktum der Wirklichkeit sein muss". Doch die Physiker vom Institut für Quantenoptik und Quanteninformation (IQOQI) und vom Vienna Center for Quantum Science and Technology (VCQ) an der Universität Wien zeigten, dass dies nicht immer der Fall ist. Sie verwirklichten dazu ein Gedankenexperiment aus dem Jahr 2000 des israelischen Physikers Asher Peres (1934-2005), einem der Pioniere der Quanteninformationstheorie.
Dabei werden zwei verschränkte Paare von Photonen produziert. Ein Photon von jedem Paar wird an ein Messgerät ("Viktor") geschickt. Von den zwei verbleibenden Photonen wird eines an das Messgerät "Alice" und eines an das Gerät "Bob" gesendet. "Viktor" hat bei seiner Messung zwei Möglichkeiten. Er kann die zwei Photonen so messen, dass sie in einen verschränkten Zustand gezwungen werden, dann wird auch das Photonenpaar von "Alice" und "Bob" verschränkt. Entscheidet sich "Viktor" aber, seine beiden Teilchen einzeln zu messen, dann wird auch das Paar von "Alice" und "Bob" in einen separablen Zustand gebracht.
Verzögerte Messung
So weit, so bekannt. Die Physiker um Erstautor Xiao-song Ma haben in ihrem Experiment aber "Viktors" Entscheidung und Messung verzögert, diese findet erst nach den Messungen von "Alice" und "Bob" statt. Damit waren sie aber in der Lage, erst nach der Messung von "Alice" und "Bob" die Entscheidung über den Quantenzustand der Photonen von "Alice" und "Bob" zu treffen, also ob die Photonen verschränkt oder separabel waren. Die Entscheidung kann sogar erst dann fallen, wenn die Lichtteilchen von "Alice" und "Bob" gar nicht mehr existieren.
Wie Zeilinger betonte, ist das Experiment "nicht nur eine philosophische Spielerei", sondern hat auch praktische Bedeutung. Eine solche Anordnung und Prozedur mit den vier Photonen würde sich auch für sogenannte "Quanten-Repeater" eignen, die man in Zukunft dazu nützen könnte, Quantencomputer zu verbinden. So könnte man damit Output und Input von Quantencomputern verknüpfen. Die Konsequenz daraus klingt unglaublich und zeigt einmal mehr, wie seltsam die Quantenwelt sein kann: "Das bedeutet letztlich, dass ein Quantencomputer in der Vergangenheit mit einem Problem zu rechnen beginnen kann, von einem Input, der erst in der Zukunft existiert." (APA, 23.4.2012)
Abstract
Nature Physics: Experimental delayed-choice entanglement swapping
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Gleich vorweg, ich habe das Paper nicht gelesen und bin kein Physiker, aber mir kommt folgender Gedanke: Wenn Viktor, Alice und Bob eine ausreichende Menge Photonen vor der Messung mehrere Tage speichern könnten und man verschränkt gleich 0 und separiert gleich 1 setzt, dann könnte Viktor hier z.B. am Sonntag die Lottozahlen als Binärcode übertragen und Alice und Bob könnten sie dann am Freitag vor der Ziehung auslesen? Oder wo ist hier mein möglicher Denkfehler?
Ich kann in Ihrer Überlegung auch keinen Denkfehler finden. Sie ziehen vollkommen nachvollziehbar diesen Schluss aus obigem Artikel.
Der entscheidende Fehler im Artikel: Verschränkung bedeutet nicht immer, dass Alice das gleiche misst wie Bob (insgesamt gibt es 4 mögliche Verschränkungen bei 2 Qubits). Es gibt auch Verschränkung bei der Alice das Gegenteil von dem misst das Bob misst. Der Schmäh ist: jedes Paar von Photonen, das Alice und Bob erhalten, kann in einem von 4 verschränkten Zuständen sein. Welcher dieser 4 Zustände es ist, ist komplett zufällig und von Viktor nicht beeinflussbar, er misst es bloß. Alice und Bob können ohne Viktors Messergebnisse prinzipiell nicht erkennen, ob Verschränkung vorliegt.
Ich verstehe zwar den Artikel nicht ganz, dazu ist er zu kurz bzw. sind meine physikalischen Kenntnisse zu schwach (sie liegen in dem Bereich bei knapp über Null) - dafür weiß ich längst, bzw. vermute mit einiger Berechtigung sehr stark, dass er wahr ist.
Gehen wir mal auf die Behauptungen der Sciene-Fiction Freaks ein: Was ist 1964 über Roswell, New Mexico abgestürzt? Es wäre logischer, dass es zeitreisende aus der Zukunft waren als die bitterbösen Aliens. Habe ein Selbstexperiment gemacht: Habe eine CD-ROM gebrannt mit dem Inhalt, dass ich an einem gewissen Tag eine bestimmten Gegenstand in meinem Zimmer haben möchte, welcher gar nicht da war. Gäbe es in Zukunft Zeitreisen, hätten jene diese Botschaft bekommen, wären in die Vergangenheit gereist und hätten mir den Gegenstand gebracht. Versteht ihr wie ich das meine?
tja, ein fehler war es auf eine cd-rom zu brennen, denn das funktioniert bekanntlich nicht (rom = read only memory). die kann man nur pressen.
fehler nr 2:
nimm eine steintafel. hat weitaus mehr erfolgsaussichten
http://de.wikipedia.org/wiki/Lang... 4germedien
Ich nahm mir vor, mit der Zeitmaschine in die Vergangenheit zu reisen, um mir selbst die Pläne für eine Zeitmaschine zu bringen.
Dieser Plan schien mir perfekt und ich vermutete, dass der Plan nur dadurch durchkreuzt werden kann, dass ich zu faul bin, mir dann die Pläne zu bringen oder mit den Plänen die Zeitmaschine zu bauen.
Ich nahm mir das also ganz ganz fest vor.
Bis jetzt bin ich mir aber noch nicht begegnet.
- aber sie fasziniert mich. Ich bewundere Menschen, die in einem derartigen Gebiet arbeiten und forschen können. Mein physikalisches Verständnis liegt irgendwo zwischen Maturaniveau und E-Technikstudium (was auch noch nicht wirklich berauschend ist).
Aber was die Leute hier "treiben" ... das weckt in mir einen ungeheuren Spieltrieb: "Mama, ich will keine Spielekonsole, schenk mir lieber einen Quantencomputer!"
Ich denke, da steckt sehr, sehr viel Potential drin - vielleicht wußten wir das ja gestern schon, haben aber das zukünftige Ergebnis durch heutige Taten, die wir morgen geplant hatten als gestern schon wieder heute war, erst möglich gemacht worden waren sind ... ich geb's auf!
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