Seti und Quanten

[elnolde]

Darf ich mich hier auf ein hochspekulatives Eis begeben oder werde ich dann verbannt?

Also jeder der Hoimar von Dittfurt "Am Anfang war der Wasserstoff" gelesen hat, hat vieleicht noch eine Erinnerung an das Zivilisationsfenster. So könnte man sich das Entstehen und Vergehen einer Zivilisation das Universum, aus der Sicht eines Gottes betrachtet, wie ein kurzes Aufflackern einer kleinen Lampe vorstellen. Überall flackert es mal kurz auf. Manche Lämpchen leuchten für kurze Zeit gemeinsam auf...

Nach meinem Verständnis kann von Unterhaltung, nach unserem Verständnis, mit anderen intelligenten Lebewesen überhaupt keine Rede sein. Aufgrund der Entfernungen auch höchst unbefriedigend. Nicht mit unserer herkömmlichen Technik über Elektromagnetische Wellen.

Was wäre wenn eine Zivilisation im Laufe Ihrer Erkenntnistheorie auf ein Phänomen der Gleichzeitigkeit von Quanteneffekten stossen würde die in irgend einer Art und Weise instantan auf anderen Planeten mit einer selben Vorrichtung empfangen werden könnten. Auf diese Weise wäre Kommunikation möglich. Also ich rege ein bestimmtes Quant in meiner Apparatur an und warte auf die Antwort.

Das Quantentelefon

Ich mach mich jetzt vom Acker und bin leider erst in einer Woche wieder da.

Beste Grüße
elnolde

 

[pauli]

Ich mach mich jetzt vom Acker und bin leider erst in einer Woche wieder da.

Bis dann, und keine Sorge, bis dahin hat vermutlich noch keiner ein Quantengespräch geführt

 

[Bynaus]

Das Problem an der Quantenkommunikation ist, dass dafür zuerst die beiden verschränkten Photonen (oder was auch immer man verwendet) getrennt werden müssen - mit Lichtgeschwindigkeit! Das heisst, jeder überlichtschnelle Quantentelefonanruf würde zuerst eine Übermittlung der Photonen mit Lichtgeschwindigkeit erfordern.

 

[Ich]

Das Problem an der Quantenkommunikation ist, dass dafür zuerst die beiden verschränkten Photonen (oder was auch immer man verwendet) getrennt werden müssen - mit Lichtgeschwindigkeit! Das heisst, jeder überlichtschnelle Quantentelefonanruf würde zuerst eine Übermittlung der Photonen mit Lichtgeschwindigkeit erfordern.

Das wäre nur vergleichbar mit dem Einrichten eines Anschlusses, so was dauert bekanntermaßen lang, je nach Firma.
Das echte Problem ist, dass man damit keine Informationen übertragen kann. Das ist in etwa vergleichbar mit meinem Telefonanschluss bei einem privaten Anbieter in den letzten beiden Wochen.

 

[Bynaus]

Das echte Problem ist, dass man damit keine Informationen übertragen kann.

Warum nicht? Sicher kannst du damit Information übertragen. Stellen wir uns zwei Liebende vor, die durch die Abgründe zwischen den Sternen voneinander getrennt sind (es ist ja gerade Valentinstag...). Er möchte sie gerne heiraten, sie kann aber noch keine Antwort geben, bevor sie getrennt wurden. Also machen sie kurz vor der Trennung ab: Zwei Signale = Ja, Ein Signal = Nein. Im fernen Sternsystem angekommen, stellt die Frau (nennen wir sie Alice ) zwei verschränkte Quantensysteme her, also insgesamt 4 Photonen. Zwei davon werden zurück zum Mann - nennen wir ihn Bob - geschickt (wobei der jeweilige verschränkte Partner zurück bleibt). Nach X Jahren Flug durch den Raum kommen die verschränkten Teilchen am Ziel an. Alice kann sich nun entscheiden, ob sie beide Teilchen messen (und damit bei beiden Zielteilchen den Zustand festlegen) will oder nur eines. Wie auch immer sie sich entscheidet, die eigentliche Information wird so übermittelt, weil mindestens ein Teilchen am Ziel (bei Bob) dann gezwungenermassen in den einen oder anderen Zustand gebracht wird, was Bob mit einem Filter entdecken kann.

 

[ins#1]

Quantenverschränkung und -tunnelung sind zwei paar Stiefel

Gruß
ins#1

 

[Ich]

die eigentliche Information wird so übermittelt, weil mindestens ein Teilchen am Ziel (bei Bob) dann gezwungenermassen in den einen oder anderen Zustand gebracht wird, was Bob mit einem Filter entdecken kann.

Nein, da hast du was falsch verstenden. Egal wie Bob seinen Filter dreht, er wird immer mit 50% Wahrscheinlichkeit "rauf" oder "runter" messen. Egal was Alice mit ihren Photonen anstellt.
Wenn sie hinterher auf klassischen Wege vergleichen, werden sie feststellen, dass es eine Korrelation zwischen den Messungen gab. Aber dann hilft's auch nicht mehr.
Wichtig ist, dass Alice das Ergebnis einer Messung nicht erzwingen kann, dementsprechend kann sie auch kein Signal senden.

 

[ins#1]

aber Bob muss doch garned messen, das macht doch Alice für ihn. Er sieht dann instantan was Alice für ihn gemessen hat.

Gruß
ins#1

 

[mac]

aber Bob muss doch garned messen, das macht doch Alice für ihn. Er sieht dann instantan was Alice für ihn gemessen hat.

Alice schickt die Nachricht, indem sie den Zustand der Photonen durch 'hinsehen' festlegt. Sie weis dann was Bob im gleichen Moment empfängt.

Aber Alíce kann nicht festlegen was sie sehen wird, wenn sie 'hinschaut' und erst damit den Zustand der Photonen festlegt. Sie weis dann nur, was Bob empfängt. Das ist aber nichts anderes als ein zufälliges Signal zu senden.

Bob empfängt Alices Signal gleichzeitig mit dem Absenden. Er weis jetzt was Alice im gleichen Augenblick gesehen hat. Was nützt ihm das? Alice konnte nicht festlegen was sie senden will, sie konnte es nur zur Kenntnis nehmen.

Die Entscheidung Hochzeit oder keine Hochzeit ist somit rein zufällig. Für Beide gleich. Das ist zwar auch eine Nachricht, aber nicht so richtig oder?

Herzliche Grüße

MAC

 

[ins#1]

ja, aber Bynaus schrieb doch

Alice kann sich nun entscheiden, ob sie beide Teilchen messen (und damit bei beiden Zielteilchen den Zustand festlegen) will oder nur eines.

Also wenn beide so eine "Standleitung" zueinander hätten, könnten beide instantan Information übermitteln. Denkfehler oder lediglich ein technisches Problem? Bestimmt Denkfehler...

edit: http://de.wikipedia.org/wiki/Quantenteleportation [...] na gut :-(
edit2: der Denkfehler ist der, dass beide ja vorher (lichtschnell) ausmachen müssen, was sie messen werden. Die Information ist also schon vor dem anschliessenden Experiment in x-Lichtjahren Entfernung ausgemacht. Wenn sie vorher nicht ausgemacht hätten dass 2 mal messen "ja" und 1 mal messen "nein" bedeutet, ist das Ergebnis der Messung von Alice für Sam nicht interpretierbar.
ins#1

 

[mac]

Sie können nicht unterscheiden ob gemessen wurde oder nicht. Sie können nur 'hinschauen' und zur Kenntnis nehmen oder es lassen. Kein Verhalten ändert etwas daran, daß das Ergebnis zufällig ist. Nur weiß jeder vom Anderen was er 'gesehen' hat oder hätte, wenn er hingeschaut hat oder hätte.

Herzliche Grüße

MAC

 

[ins#1]

mac: also in dem Sinne, dass Bob selbst beide messen muss, um zu sehen ob Alice bereits gemessen hat? Und hat sie es nicht, hat er das zweite Teilchen von ihr für seine Messung missbraucht? Hab' ich's jetzt? (abgesehen davon dass es nicht geht, weil kein kompletter Quantenzustand teleportiert wird).

edit: ack, ich schlaf' mal drüber...

 

[Aragorn]

Als Ergebnis ihrer Messungen erhalten beide nur statistisches Rauschen.
Allerdings können die beiden, das Rausch-Meßergebnis des anderen über eine einfache Vorschrift (bsw. Negation) ermitteln.

Wie "Ich" schon gesagt hat:
Alice könnte nur dann Informationen nach Bob senden, wenn sie das Ergebnis ihrer Messung erzwingen könnte.

Helmut

 

[ins#1]

ich bekomme das nicht auf die Reihe:
aufbauend auf Bynaus' Alice/Bob Beispiel mit 2 Photonen bei denen je 4 Zustände (insgesamt 8) überlagert sind, möchte ich das Spielchen auf 2 verschränkte Ionen mit einer Überlagerung von 2 Quantenzuständen ausweiten. Misst Alice ein Ion mit Spin +1/2, hat Bobs Ion Spin -1/2 (oder umgekehrt). Beide beschliessen eine Codetabelle z.B. nach ASCII (7-Bit) zu benutzen und lassen genug Overhead im Datenstrom um eine gescheite Fehlerkorrektur mit zu übertragen. nun verabschieden sich beide mit knapp c voneinander von einem gemeinsamen Punkt, der, sagen wir in einem äußeren Lagrange-Punkt liegt, an dem ein gewaltiger Teilchenbeschleuniger installiert wurde, der 2 verschränkte Ionenstrahlen in 2 Richtungen ins All schiessen kann. Dieser Strahl hat einen bestimmten Takt, sagen wir, einen 1MHz Teilchenstrom. Nachdem beide in ein paar Lichtjahren Entfernung angekommen sind, bleiben beide stehen und lauschen Richtung Teilchenbeschleuniger [...]. Den Rest könnt ihr euch selbst ausmalen. Technische Aspekte mal aussen vor gelass...

So, und jetzt hab ich es während der Beschreibung meines Experiments auch endlich kapiert. Das Bedarf keiner weiteren Worte mehr.

edit:
hah, jetzt hatte ich mich schon einem anderen Thema gewidmet, da ist mir zu der Sache noch etwas eingefallen.
Man nehme an, Alice würde beschliessen beim Teilchenbeschleuniger zurück zu bleiben und die Messung aller verschränkten Teilchen vorzunehmen. Bob fliegt einige LJ weit weg (zur Nachbarzivilisation) und baut einen Empfänger auf. Sobald der Strahl dann bei Bob angekommen ist, fängt Alice an, die im Zyklotron gespeicherten Teilchen zu messen. Bob hätte dann im selben Moment die gleichen "Zahlen" wie Alice und beide könnten mit identischen Zahlen Lotto spielen, trotz LJ'en Entfernung. Davon hat zwar keiner was, außer dass sich beide den innergalaktischen Jackpot teilen müssten, wenn sie treffen - aber besser als nix, gell?
Da beide jahrelang darauf warten müssten, ihren Gewinn auf's Konto übertragen zu bekommen, weil die Ermittlung der Gewinner, genau wie der Überweisungsvorgang, eine Jahre dauernde Korrespondenz (mit c) vorraussetzt, hätten dennoch beide die Gewissheit, später zwar einsam, aber nicht arm sterben zu müssen. Zwar trostlos, aber wenn sie nicht gestorben sind, dann [...]

erleichterte Grüße
ins#1

 

[Bynaus]

Die entscheidende Frage ist doch, ob Bob unterscheiden kann, ob beide Photonen schon gemessen wurden oder nur eines. Gibt es keine Möglichkeit, eine Vorrichtung zu bauen, welche die Unterscheidung des gemessenen zum ungemessenen Zustand erlaubt (es würde reichen, wenn sie jedes Mal "tick" macht, wenn der Zustand des einen Photons von Alice im fernen Sternsystem gemessen wird), dann gibt es auch keine Möglichkeit zur überlichtschnellen Signalübertragung. Die Frage ist: können wir uns eine solche Vorrichtung ausdenken?

 

[ins#1]

@Bynaus:
Davon ging ich zu Beginn aus, dass Bob nicht messen muss, wenn Alice es für ihn macht. Und weil's mir wegen der Wiki-Artikel zum Thema etwas schwindelig wurde, bin ich auf's Ion ausgewichen, was mir einfacher schien. Mit der Folge dass es klar scheint, dass es mit dem Ion nicht geht, da Bob auf jeden Fall jedes Teilchen messen muss, und dabei nicht feststellen kann ob Alice überhaupt gemessen hat. Das ist beim Photon vermutlich genauso. Jetzt könnte ich mir noch vorstellen, dass beide Partien mit verschränkten Ionen dennoch Erfolg haben könnten, wenn folgendes technisch/physikalisch machbar wäre:
Beide Raumschiffe sind exakt gleich weit vom Beschleuniger weg und alle 3 Objekte befinden sich im selben Inertialsystem. Der verschränkte Teilchenstrahl wird von beiden Raumschiffen in getakteten Gruppen empfangen. [...]
In einer Gruppe von mehreren "Bursts" Teilchen nimmt jeweils nur eine Partei eine Messung vor, so dass die Kommunikation (abwechselnd) in beide Richtungen möglich ist (die empfangenen Bursts entsprechen den Bits 1/0). Nun darf das verschränkte Ion beim Empfänger, je nach (vom anderen) festgelegtem Zustand, nicht direkt gemessen werden (klar). Eine indirekte Messung könnte man sich so vorstellen, dass ein gemessenes Ion bei seiner Festlegung magnetisch abgelenkt wird, in Superposition jedoch elektrisch neutral ist. In dem Fall würden beide Empfänger etwa einen großen Magnetring benutzen, der in Richtung Beschleuniger ausgerichtet ist, und hinter dem ein großes Array Detektoren ringförmig angebracht ist (so dass der Strahl in ungemessener Superposition undetektiert durchrauscht).
Wird ein Teilchen bei einer Partei nun gemessen, wird es beim anderen durch den Magnetring abgelenkt und detektiert - wird es nicht gemessen [...].
Das Prinzip sollte klar sein. Das ganze (von mir beispielhaft geschilderte) Experiment scheitert real vermutlich an mehreren Stellen. Sei es die Verletzung auch nur irgendeiner Erhaltungsgröße oder die absolute Synchronisation zwischen den 3 Partien ohne klassischen Weg des Abgleichs. Oder gar schon am verschränkten Teilchen selbst, egal welches, weil der Spin allein als Unterscheidungsmerkmal solche eine Transformation nicht zulässt und andere Quantenzustände nicht "teleportierbar" sind. Die technischen Aspekte lassen wir gleich aussen vor.
Naja, schön wär's.

edit: elektrisch neutrales Ion, hmm. Kreative Vorstellung ;-)

Gruß
ins#1

 

[elnolde]

Aufgrund der überaus dramatischen, vergeblichen Liebesbezeugung der Beiden hätte ich dieses Traumpaar eher Romeo und Julia genannt.

Also keine Möglichkeit, da der Messvorgang nicht an beiden Orten durchgeführt werden kann. Aber könnte Julia nicht, wie Ins#1 schrieb, anhand von 7 Verschränkten einen Code aufprägen und Romeo könnte feststellen welche Julia gemessen hat?

Ich glaube wir schenken den Beiden besser ein Handy

Gruß
elnolde

 

[Bynaus]

"Alice" und "Bob" sind die zwei klassischen Beispielpersonen in allen Quantendingen... Klingt einfach besser als "A" und "B"...

anhand von 7 Verschränkten einen Code aufprägen und Romeo könnte feststellen welche Julia gemessen hat?

Das ist genau die Frage, die ich oben gestellt habe. Wäre es möglich, zu unterscheiden, ob eine Quanteneigenschaft bereits gemessen wurde oder nicht? Wenn ja, dann ist überlichtschnelle Informationsübermittlung per Quantenverschränkung möglich (das muss nicht zwingend zu Paradoxien führen, denn man muss die beiden Quanten ja erst voneinander trennen - mit Unterlichtgeschwindigkeit). Wenn nein, dann eben nicht...

 

[elnolde]

"Alice" und "Bob" sind die zwei klassischen Beispielpersonen in allen Quantendingen... Klingt einfach besser als "A" und "B"...

Ahh..das wusste ich nicht. Danke für die Info.

Hatte wohl nicht genau gelesen was Du angesprochen hattest. Bin auch schon sehr sehr lange auf den Beinen und muss jetzt in's Bett. Allerdings wartet dort Alice schon auf mich.

Gruß
elnolde

 

[mac]

Hallo Bynaus,

Wäre es möglich, zu unterscheiden, ob eine Quanteneigenschaft bereits gemessen wurde oder nicht?

Nein. Weder kann Bob erkennen ob Alice weiß was sie da abgeschickt hat, noch kann Alice erkennen ob Bob nachschaut. Umgekehrt genau so. Jeder für sich wird ein, für ihn zufälliges Ergibnis messen und damit nur wissen welches zufällige Ergebnis der Andere zu sehen bekommen würde wenn er nachschaut oder schon gesehen hat, weil er nachgeschaut hat.

Herzliche Grüße

MAC