Experiment nimmt auf Vergangenheit Einfluss

23. April 2012, 13:58
  • 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.
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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.

Zeilinger: Anordnung und Prozedur könnte einmal in "Quanten-Repeatern" zur Verbindung von Quantencomputern genutzt werden

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)

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Es werden aber keinerlei Ergebnisse geschildert. Es wird zuerst das Gedankenexperiment aufgezeigt, dann gibt's das Experiment. Was dabei genau rauskam, wie genau das ablief und z.B. von welchem Zeitraum wir hier sprechen, darauf wird überhaupt nicht eingegangen.

Wenn ich von einem Teilchen nicht bestimmen kann, was es in Zukunft macht, kann ich dann wissen, was es in der Vergangenheit gemacht hat? Ist die Vergangenheit genauso "unscharf" wie die Zukunft?

Zeilinger würde wahrscheinlich die Frage nach der Unschärfe der Vergangenheit mit ja beantworten.

mh.. also ich werd das gefühl nicht los, dass die physiker etwas wesentliches an der quantenmechanik falsch interprätieren. da steckt noch etwas anderes dahinter, hinter dieser geschichte mit der verschränkung.

Sie meinen hoffentlich nicht die "verborgene Variable"?

Die ist widerlegt!

was auch immer.
man sollte das wesen der verschränkung intensiver untersuchung. nicht nur die effekte, sondern was da dahinter steckt.

computer says no

irgendwas fehlt in dem artikel

so wie das beschrieben wird, wäre es ja möglich, Alice und Bob zu messen und festzustellen, ob verschränkt oder separiert

anschließend könnte man das mit Viktors messung verändern, die daten von Alice und Bob würden sich also ändern

ich denke, dass in dem Artikel der hinweis darauf fehlt, dass ohne die messung von victor nicht gesagt werden kann, ob Alice und Bob jetzt verschränkt waren oder nicht - die sache wär dann analog dazu, dass auch in verschränkten systemen keine überlichtschnelle informationsübertragung möglich ist

hat wer nen anderen link zum abstract? - 32$ ist mir nun doch zu teuer...

äh, heißt das nun, dass der Quantencomputer mir gestern das Ergebnis liefert nach dem ich ihn erst morgen frage?

Und kann er dann auch heute die Lotto Zahlen von Übermorgen ausgeben? ;)

und warum sollte man den Quantencomputer dann noch Morgen nach einem Ergebnis fragen dass man seit gestern kennt?

so etwas nennt man...

... Zeitparadoxon, das ist so als würden sie in die Vergangenheit reisen und ihre Mutter oder ihren Vater töten bevor sie selbst geboren werden, daraufhin würden sie selbst nie geboren, könnten also auch nicht in die Vergangenheit reisen und sich selbst töten...

das ist hanebuchener blödsinn aufgrund unserer falschen zeitvorstellung - du biegst heute mit deinem "zeitstrang" ab um in die vergangenheit zu reisen - dh. du führst deinen persönlichen zeitstrang in die vergangenheit - du kannst deinen vater umbringen und wirst trotzdem da sein, weil dein alter zeitstrang mit dem du in die vergangenheit reist ja bereits existierte - natürlich nur in deiner vergangenheit.
hättest du eine schwester gehabt, die nicht mit in die vergangenheit gereist wäre, gäbe es sie nach dem mord nicht mehr, wenn du wieder in gegenwart zurückkommst - dich gibt es aber sehr wohl noch, obwohl die "neue" gegenwart natürlich anders wäre als die dir bereits bekannte und von dir durchlebte

1.21GW!!?!?!!

müssen sie mir immer alle Vorstellungen zunichte machen?

sorry bro - ich konnte nicht anders, meine quanten sind schuld;-)

aber sicher doch ... ;)

Kurz: "Viktor" verifiziert lediglich die Messergebnisse von "Alice" und "Bob" und hat keinen Einfluss auf die "Vergangenheit". Die zeitliche Abfolge der Messungen ist mitnichten von Bedeutung. Die Polarisation der Photonen bleibt die gleiche, von Anfang an. Zeilinger et al wissen entweder nicht, was sie tun, oder haben Spass daran, Leute zum Narren zu halten. Alles in allem nicht sehr "wissenschaftlich".

Sehe ich auch so.

Natürlich kann ich ein Gerät bauen, dass mir schon heute die richtige Antwort -- sagen wir 42, o.B.d.A. -- gibt, sofern es mir morgen gelingt, die passende Frage zu stellen. So wie es bei der Quantenteleportation nötig ist, dass Alice klassische Information an Bob schickt, so kennt auch hier zunächst nur Viktor die Frage (Messergebnis seiner Bell-State-Messung). Gedankenexperimente sind nicht notwendigerweise dafür gedacht, als Experiment umgesetzt zu werden, aber wenn's Spaß macht...

Der Verdacht, dass ForscherInnen nicht wissen, was sie tun, ist verständlich: man trifft Leute *Kopfschütteln*... Allerdings hatte ich in persönlicher Begegnung den Eindruck, dass Anton Zeilinger nicht in diese Kategorie gehört.

Das beruhigt mich.

Eher hat die Redaktion Spaß daran, sehr reißerisch zu schreiben

Den haben die "Wissenschaftler" offenbar auch.

Die Physiker sind die großen Mystiker der letzten Jahre

- meine das eher positiv.

Eher Illusionisten.

Mit den "Illusionen" der Physiker wird Ihr Computer betrieben ...

Nichts gegen die Physik.

Bei der Beschreibung des Experiments zu unterschlagen, dass ohne Viktors Messergebnisse Alice und Bob nichts mit ihren Messergebnissen anfangen können, ist als würde man bei diesem Bild http://de.wikipedia.org/w/index.p... 0812074201 den Stock wegretuschieren.

die gravitation wurde ebenfalls angewendet bevor sie der physik verständlich war - was sie im übrigen bis heute nicht ist.

Quanteneffekte werden aber nicht blind und blöd verwendet um Prozessoren zu konstruieren, sondern in jedem Chip erweisen sich die theoretischen Vorhersagen der Quantenphysik bei jeder Rechenoperation neu als praktisch und faktisch korrekt.

Einige der quantenphysikalischen Vorhersagen sind die genauesten Prognosen, die es jemals in irgendeinem Wissenschaftsgebiet gegeben hat.

Ohne die "Illusion" der langsamer laufenden Zeit bei geringerer Gravitation (Relativitätstheorie) würde das GPS, das Sie nach Hause führt, nicht funktionieren.

Sie haben mich wohl komplett falsch verstanden. Ich wollte keineswegs sagen, die Physik sei eine Illusion. Der Artikel legt aber eine völlig falsche Vorstellung von diesem Experiment nahe, die mit der Physik nichts zu tun hat.

Korrektur: Schneller laufende Zeit bei geringerer Gravitation.

das klingt aber nicht positiv. denn mystik ist so ungefähr genau das gegenteil von physik. ;-)

"der Natur ihre Prinzipien ablauschen" (A. Einstein) klingt aber schon nach Mystik (im positiven Sinn).

nein gar nicht

das ist ein rein technischer gedanke.
die natur hat extrem viele technische probleme genial gelöst. da können sich die menschen noch einiges abschauen. ganz unmystisch. ;-)

Ich gebe mich geschlagen. Mystik baut eher auf individuelle Erfahrung und nicht auf Experimente.

eben, sag ich ja.
es ist das genaue gegenteil von wissenschaft.

Ich hatte einfach Mystik als Gegensatz zum Rationalismus (Fundamentalismus?) gesehen, der überhaupt keine Erfahrung gelten lässt.

Rationalismus lässt keine Erfahrung gelten? Wo hast das denn her?
Und was hat Rationalismus mit Fundamentalismus zu tun? Den Fundamentalismus findet man doch eher in der Mystik.

praktisch alle probleme in der vergangenheit berechnen zu lassen, dann brauche ich jetzt keine rechenleistung mehr :-)

oh doch! die ganze rechenleistung ist belegt für die berechnungen in der zukunft!

;-)

"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."

So ein Schwachsinn.

nun, nur wenn man eine lineare zeitvorstellung hat;-)

und zustimmen tun selbst solch eso-verwirrte wie sie, weil die die physik nicht verstehen und die ergebnisse für ihren eigenen glauben missbrauchen.

geh die pampers wechseln - hier riecht es sehr nach weltbild-verlustangst;-)

schauen sie, ich wäre froh wenn mein weltbild verloren geht. wissen sie auch wieso? weil nur wenn man sich irrt, lernt man auch dazu. bestätigung von wissen ist immer nur bestätigung von vermutungen. daraus kann ich nichts lernen.

das falsifikationsprinzip poppers ist da sinnvoller: erst wenn meine vermutungen widerlegt werden, habe ich was dazu gelernt (das meine vermutung nicht stimmt). wissen ist imme rnur negatives wissen (in dem sinne, dass ich weiss ich habe mich geirrt)

ich bin also überglücklich, wenn sich bisher angenommene vermutungen als falsch erweisen. ich würde mich freuen, wenn das higgs-boson widerlegt werden würde. ich würde mich freuen, wenn überlichtgeschwindigkeit nachgewiesen werden kann. ich würde mich freuen wenn scih dark matter als unsinn herausstellen würde.

sie sind aber dogmatiker, glauben an wahrheiten, glauben, dass ihr eso-unfug (ihren vielen youtbe-links) wahr ist. sie können nichts dazu lernen. sie sind ein westentaschen-schönborn.

nö, ich bin dir bloß einen schritt voraus und habe akzeptiert, daß unsere erklärungsmodelle topfen sind und habe auch kein bedürfniss diese ständig zu verteidigen und mich in diesem akt zu winden wie ein wurm, weil das ganze modell vorne und hinten nicht passt und völlig unstimmig ist - alleine einsteins komisches verhältnis zum "äther" sollte dir zu denken geben - erst gibt es ihn, dann gibt es ihn nicht mehr, in den 20ern sagt er dann wieder es muss ihn geben.....topfen, raterei, abstruseste vorstellungen von gestauchter zeit und gebogenem raum - genies sind immer jene, die für einfache vorgänge die kompliziertesten erklärungsmodelle finden - wenns dann keiner mehr kapiert ist man ein genie, weil keiner zugeben kann es nicht zu kapieren

"ich bin dir bloß einen schritt voraus"

allein mit diesem satz, bezugen sie, dass sie annehmen die wahrheit kennen und den weg dorthin. sonst wären sie ja keinen schritt vorraus.

sag ich ja, westentaschen-schönborn.

sie sind eher einer von denen die die gängigen

erklärunsgmodelle nicht verstehen und sich deshalb in wirre "theorien" flüchten die bequemerweise nicht widerlegt werden können, da man hirngespinste fernab jeglicher vernunft nicht mit rationalen methoden diskutieren kann ;-)

ich verstehe sie gut genug, um zu sehen wie sie sich winden, von ausnahmen und anomalien fabulieren und wie dringend sie zumindest einer erweiterung bedürfen, wenn sie nicht eh völlig daneben liegen - wenn sie an der realität scheitern (anomale beobachtungen und phänomene) dann nenn ich halt nicht die realität eine anomalie, sondern die theorie die bei der beschreibung dieser realität scheitert.

die Relativitätstheorie ist wunderbar experimentell bestätigt und überhaupt nicht unstimmig (es gibt übrigens sehr viele Leute, die das auch verstehen, die Erklärungsmodelle sind in der Physik übrigens meist einfach - allerdings kann das mathematische Gerüst dahinter jahrelange Beschäftigung brauchen, aber wer will die schon aufbringen - Sie sicher nicht, nehme ich mal an).

und was die abstrusen Vorstellungen angeht: naja, da sind Sie wohl der Experte...

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