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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Seti und Quanten



elnolde
13.02.2008, 21:20
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:D

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

Beste Grüße
elnolde

pauli
13.02.2008, 21:37
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
14.02.2008, 14:22
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
14.02.2008, 14:33
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
14.02.2008, 18:36
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
14.02.2008, 18:58
Quantenverschränkung und -tunnelung sind zwei paar Stiefel :)

Gruß
ins#1

Ich
14.02.2008, 22:36
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
14.02.2008, 22:58
aber Bob muss doch garned messen, das macht doch Alice für ihn. Er sieht dann instantan was Alice für ihn gemessen hat. :confused:

Gruß
ins#1

mac
14.02.2008, 23:53
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
15.02.2008, 00:06
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
15.02.2008, 01:02
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
15.02.2008, 01:13
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
15.02.2008, 02:31
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
16.02.2008, 02:55
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 (http://de.wikipedia.org/wiki/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
16.02.2008, 10:06
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
16.02.2008, 17:58
@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
19.02.2008, 01:33
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:D

Gruß
elnolde

Bynaus
19.02.2008, 01:51
"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
19.02.2008, 02:40
"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
19.02.2008, 09:02
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

Bynaus
19.02.2008, 09:26
Bist du sicher? Alice und Bob könnten vereinbaren, die beiden Photonen eine bestimmte Zeit nach Erhalt der Nachricht durch einen Polarisator zu schicken. Ein Photon, dessen Polarisation von Alice bereits gemessen wurde, würde durchkommen oder auch nicht, auf jeden Fall ein klares Signal ergeben. Wie wäre es im Fall des nicht gemessenen Photons?

ins#1
19.02.2008, 09:49
@mac,
ich denke, die Sache ist klar. Bynaus hat es nur noch mal für elnolde wiederholt.



das muss nicht zwingend zu Paradoxien führen, denn man muss die beiden Quanten ja erst voneinander trennen - mit Unterlichtgeschwindigkeit


Eigentlich sogar im Gegenteil. Überleg' mal. Wenn das ginge wäre im Grunde jede Form von unterlichtschneller Kommunikation paradox, bzw. überflüssig. Stell dir z.B. mal vor, dass sich die Menschheit in den nächsten paar Lichtjahren Umgebung breit gemacht hätte, und die (familiären) Vorfahren up-to-date halten möchte. Im "klassischen" Video-Livestream feiert Alice z.B. gerade die Geburt ihres 1. Kindes und im Quanten-Livestream überträgt sie bereits den 5. Kindergeburtstag von Kind Nr. #2. Macht sich Bob nun mit fast c auf den Weg zu Alice, um sein Geschenk für das 5-Jährige nachzuliefern, ist er selbst nach wenigen Wochen (sagen wir einfach mal) da. Das altbekannte "In-die-Zukunft-Reisen" dank SRT, was paradox anmutet, es aber nicht ist, verlöre dadurch ziemlich an Würze.

Gruß
ins#1

Ich
19.02.2008, 11:59
Alice und Bob könnten vereinbaren, die beiden Photonen eine bestimmte Zeit nach Erhalt der Nachricht durch einen Polarisator zu schicken. Ein Photon, dessen Polarisation von Alice bereits gemessen wurde, würde durchkommen oder auch nicht, auf jeden Fall ein klares Signal ergeben. Wie wäre es im Fall des nicht gemessenen Photons?
Es würde durchkommen oder auch nicht. Und zwar mit der exakt gleichen Wahrscheinlichkeit wie das gemessene. Man kann nicht prüfen, ob sich das Photon in einem überlagerten Zustand oder in einem wohldefinierten, aber unbekannten Zustand befindet.
Die Wellenfunktion ist keine Observable, also keine irgendwie messbare Eigenschaft der Teilchen. Sie ist eher eine Zusammenfassung unseres Wissens über den Teilchenzustand.
Deswegen kann man keine Signale übertragen; wenn man es könnte, wäre das ziemlich schwierig zu vereinbaren mit dem Rest der Physik, wegen dieser Kausalitätsgeschichte. Dass man erst mit Unterlichgeschwindigkeit eine Leitung schalten muss ertschärft die Problematik keineswegs.

mac
19.02.2008, 15:59
Hallo Ich,

was ich vielleicht schon mal gelesen hab' (aber wohl nicht richtig verstanden habe) durch was für einen Versuch ist man sich eigentlich sicher, daß der Photonenzustand nicht von vornherein festliegt, egal ob man nachsieht oder nicht und die verschränkten Paare eben von vornherein als 'Spiegelbild' vorkommen?

Herzliche Grüße

MAC

Ich
19.02.2008, 17:39
was ich vielleicht schon mal gelesen hab' (aber wohl nicht richtig verstanden habe) durch was für einen Versuch ist man sich eigentlich sicher, daß der Photonenzustand nicht von vornherein festliegt, egal ob man nachsieht oder nicht und die verschränkten Paare eben von vornherein als 'Spiegelbild' vorkommen?

Spielen wir's mal durch mit Teilchen, die bei Messung in eine bestimmte Richtung +1 oder -1 als Zustand einnehmen.
Wenn der Zustand von vornherein festliegt (z.b. Teichen A=+1, festgestellt gleich nach der Erzeugung durch Messung in 0°-Richtung, B entsprechend -1), dann misst Alice später auch +1, wenn sie in 0°-Richtung misst, und sie misst mit 50:50 Wahrscheinlichkeit +1 oder -1, wenn sie in 90°-Richtung misst.
Selbes nur andersrum gilt für Bob.
Die Messungen in 90°-Richtung von Alice und Bob sind nicht korreliert! Wirklich reiner Zufall.
Bei verschränkten Teilchen werden Alice und Bob in jede Richtung mit 50:50 Wahrscheinlichkeit +1 oder -1 messen. Und die Ergebnisse sind korreliert, d.h. wenn beide in die gleiche Richtung messen, hat einer +1 und einer -1. So ein Verhalten kann man nicht mit festgelegten Zuständen erreichen.

Bynaus
19.02.2008, 17:54
Was du jetzt aber machst, ist eine sogenannt "realistische" Interpretation der QM, wonach die Teilchen diese Eigenschaft schon "haben", bevor sie gemessen werden. Soviel ich weiss, ist man sich dessen aber nicht mehr so sicher: die Teilchen befinden sich demnach wirklich in einem undefinierten Zustand. Aber ob das einen Unterschied macht? Wohl nicht.

Aber es stimmt schon, es geht irgendwie einfach nicht. Es gibt ja dieses Beispiel von der Holzkiste, in der sich eine Maus befindet. Man steckt eine Trennwand hinein und weiss, in einer der beiden Hälften befindet sich die Maus (den Fall, dass sie von der Trennwand erdrückt wurde, vernachlässigen wir mal :D ). Dann schneidet man die Kiste entlang der Trennwand entzwei, so dass man nun zwei Kisten hat. Die eine Kiste schickt man zu Alpha Centauri, die andere behält man. Wenn am Zielort Bob die Kiste öffnet, weiss er sofort, ob in der Kiste, die auf der Erde zurückgeblieben ist, eine Maus drin ist oder nicht... Information kann man damit aber nicht übermitteln.

Aragorn
19.02.2008, 17:56
was ich vielleicht schon mal gelesen hab' (aber wohl nicht richtig verstanden habe) durch was für einen Versuch ist man sich eigentlich sicher, daß der Photonenzustand nicht von vornherein festliegt, egal ob man nachsieht oder nicht und die verschränkten Paare eben von vornherein als 'Spiegelbild' vorkommen?
Hallo mac,

ich bin etwas desorientiert. Wurden verborgene Variablen nicht durch die Experimente zur Bellschen Ungleichung ausgeschlossen:

http://de.wikipedia.org/wiki/Bellsche_Ungleichung

Lokalität: Beeinflußung von Objekt A hat keine direkte Auswirkung auf ein räumlich getrenntes Objekt B.
realistisch: jede physikalische Größe existiert, unabhängig davon ob sie gemessen wird.

Durch die Bellsche Ungleichung werden nur lokal, realistische Theorien widerlegt.
Die herkömmliche Quantenmechanik ist eine nicht-lokale und nicht-realistische Theorie.
Die Bohmsche Mechanik ist eine nicht-lokale aber realistische Theorie und ist daher nicht widerlegt.

Gruß
Helmut

ins#1
19.02.2008, 18:25
@mac,

siehe dazu die weiter führenden Links zum EPR-Effekt (http://de.wikipedia.org/wiki/EPR-Effekt). Mit dem ursprünglichen Experiment von Einstein/Rosen/Podolski sollte gezeigt werden, dass die Kopenhagener Deutung falsch sei. Dank neuer Varianten des Tests, beruhend auf dem Bell-Theorem, (http://de.wikipedia.org/wiki/Bellsche_Ungleichung) konnte mittlerweile sogar bewiesen werden, dass keine verborgenen Variablen (http://de.wikipedia.org/wiki/Verborgene_Variable) hinter der Sache stecken, dass also vor der Messung wirklich kein Zustand festgelegt ist, also Unbestimmt ist. Bell hat dazu, durch eine Modifikation des ursprünglichen Test, gezeigt, dass statistische Unterschiede auftauchen müssten, wenn der Zustand von vorne herein definiert wäre (und nicht erst bei der Messung festgelegt wird). Das ging so weit dass der Spindetektor eines Teilchens, der eine Seite der Verschränkung aufhebt und dadurch das andere in entgegengesetzte Spin-Richtung zwingt, während der Verschränkung (noch) nicht existierte (bzw seine Spin-Richtungsorientierung noch nicht festgelegt ist). Siehe Aspect Experiment (http://en.wikipedia.org/wiki/Aspect_experiment)

edit: Aragorn war schneller ;-)
edit2: EPR-Experiment http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/Quantentheorie/EPR/

Gruß
ins#1

elnolde
19.02.2008, 19:50
@ins#1


Das ging so weit dass der Spindetektor eines Teilchens, der eine Seite der Verschränkung aufhebt und dadurch das andere in entgegengesetzte Spin-Richtung zwingt, während der Verschränkung (noch) nicht existierte (bzw seine Spin-Richtungsorientierung noch nicht festgelegt ist).

Müsste wohl anders heissen, denn die Existenz des Spindetektors stand doch wohl ausser Frage? Oder verstehe ich den grammatikalischen Zusammenhang nicht? Müsste es nicht heissen:....dass der Spin eines Teilchens im Spindetektor, der eine Seite....?

Danke für die hilfreichen Links ins#1.

Gruß

elnolde

mac
19.02.2008, 20:04
Hallo Ich, Bynaus, Helmut und Ins#1,

vielen Dank schon mal für Eure Antworten. Ich habe dazu schon mal vor einigen Jahren einiges Halbwissen angesammelt, aber so richtig wirklich verstanden hab‘ ich es wohl noch nicht. Mit der Lektüre werde ich auch noch etwas beschäftigt sein.

Herzliche Grüße

MAC

ins#1
19.02.2008, 20:25
@elnolde;
war vielleicht etwas ungeschickt formuliert. Genauer:
Die Messrichtung des Spin-Detektors ist zum Zeitpunk der Verschränkung noch nicht festgelegt. Ich bezog mich dabei auf ein Experiment von Anton Zeilinger (http://de.wikipedia.org/wiki/Anton_Zeilinger) http://en.wikipedia.org/wiki/Aspect_experiment#Weihs.27_experiment_under_.22str ict_Einstein_locality.22_conditions

elnolde
19.02.2008, 20:41
Du gibst ja geradezu eine wahre Fundgrube an nützlichen Links aus:D

Gruß Gruß

elnolde

Kosmo
18.06.2011, 17:34
Was ist denn, wenn Bobs Filter entsprechend groß ist und Alices Messung zum (vorher festgelegten) Zeitpunkt A ja und zum Zeitpunkt B nein heißt? Sprich, kann Bob feststellen, ob Alice gemessen hat? Und wie verhält es sich mit der Messung die Bobs eigener Filter durchführt? Das Thema ist für einen NW interessierten GW etwas kompliziert, aber faszinierend. :)

Bynaus
18.06.2011, 18:30
Sprich, kann Bob feststellen, ob Alice gemessen hat?

Nur, wenn Alice ihm das mit Lichtgeschwindigkeit mitteilt. Dass Bob mit seiner Messung nicht bestimmen kann, ob Alice ihre Messung schon durchgeführt hat oder nicht, ist der eigentliche Grund, warum es keine Überlichtschnelle Kommunikation geben kann.

Kosmo
19.06.2011, 10:20
Dass Bob mit seiner Messung nicht bestimmen kann, ob Alice ihre Messung schon durchgeführt hat oder nicht, ist der eigentliche Grund, warum es keine Überlichtschnelle Kommunikation geben kann.
Stimmt. Denn das Wissen darum, ob der andere gemessen hat oder nicht, ist ja bereits eine Information und wenn eine solche Informationsübertragung über den "Quantenkanal" (theoretisch) möglich wäre, bräuchten wr uns nicht darüber unterhalten, ob überlichtschnelle Kommunikation möglich wäre oder nicht.

Major Tom
16.09.2011, 00:01
Möglicherweise ist ja die Quantenkorrelation oder andere Effekte aus dieser bizarren Welt der Quantenmechanik nicht der Weisheit letzter Schluß, aber zur Zeit scheint diese Art der Physik halt noch am ehesten zur zeitverlustfreien Kommunikation zu passen.

Gesetzt der Fall, die Naturgesetze würden es zulassen Nachrichten schneller als Licht zu übermitteln, würde jede technische Zivilisation früher oder später diese
Methode benutzen. Vor Allem auf astronomischen Distanzen wäre alles andere einfach untauglich. Unsere Situation ist möglicherweise vergleichbar, mit einem
Dschungelbewohner, welcher angespannt nach Trommelsignalen sucht, wärend sich die fortgeschrittene Welt draussen über Telekommunikations Satelliten unterhält.

Interessant in diesem Zusammenhang sind die Experimente von Alain Aspect in den 1980 er Jahren.
Hier ein kurzer Ausschnitt :
Die moderne Technik ermöglicht zum Beispiel Versuchsaufbauten, die Photonen als Teilchen einzeln losschicken und am Ziel entweder als Teilchen oder als Welle messen. Das Photon erscheint am Ziel immer dort, wo die entsprechende Messvorrichtung entweder Teilchen oder Welle misst. Möglich ist mittlerweile im Labor auch, dem Photon erst unterwegs die Richtung zu einer der beiden Messvorrichtungen zu diktieren oder auch die Anfangsrichtung noch zu wechseln. Das Ganze geschieht so schnell (innerhalb einer billionstel Sekunde), dass dem Photon vom Ziel aus auch kein Signal in Lichtgeschwindigkeit, der höchst möglichen Geschwindigkeit in der Raumzeit, hinterhergeschickt werden kann, das es noch vor dem Eintreffen an der Messstation erreichen könnte. Dennoch trifft das Photon immer entsprechend der angesteuerten Messeinheit ein: als Teilchen oder als Welle. Es kann kein Signal in der Raumzeit empfangen haben, das ihm den Wechsel gemeldet hätte. Folglich muss eine nichtlokale Verbindung bestehen.

http://www.mohamed-khalifa-buch.de/Erganzende_Texte/Quantenphysik/quantenphysik.html

Major Tom
13.10.2011, 10:53
Ich weiß´nicht ob das jetzt genau in diese Rubrik passt aber die Austria Presse Agentur (APA) hat heute einen interessanten Artikel unter Bezugnahme auf ein Konzept des Physikers Anton Zeilinger veröffentlicht:

Ein neues Konzept für einen zukünftigen Quantencomputer auf Basis von Lichtteilchen haben Wiener Physiker um Anton Zeilinger vorgeschlagen und zum Teil bereits experimentell realisiert. Mit der Methode lassen sich gleichzeitig Paare von Photonen effizient herstellen und miteinander in Wechselwirkung bringen.
Damit ließen sich Berechnungen in einem Quantencomputer durchführen, wie die Forscher in einer Studie berichten.
Qubits - die Einheiten des Quantencomputers
Die Studie:
"Efficient quantum computing using coherent photon conversio" von Nathan Langford und Kollegen ist in "Nature" erschienen.

Derzeit wird weltweit nach Konzepten gesucht, mit denen sich ein Quantencomputer realisieren lassen könnte. Im Gegensatz zum Bit, der kleinsten Informationseinheit in der Informationstechnologie, die zwei Zustände (Ja/Nein oder 0/1) einnehmen kann, sollen beim Quantencomputer Quantenzustände als kleinste Einheit - genannt Quantenbit (Qubit) - dienen.
Weil dabei die Gesetze der Quantenwelt gelten, kann ein solcher Quantenzustand verschiedene Schwebezustände zwischen zwei Möglichkeiten einnehmen. Mit mehreren Qubits könnte man deshalb bestimmte Probleme wesentlich schneller lösen als in einem klassischen Computer.

Probleme bei "Photonenpaarung"Die Physiker am Vienna Center for Quantum Science and Technology (VCQ) an der Universität Wien und ihre Kollegen in Japan und Australien mussten für das von ihnen vorgeschlagene Schema einige Schwierigkeiten überwinden.
So scheiterte bisher ein auf vielen Photonen basierender Quantencomputer ebenso wie viele Quantenexperimente mit einer großen Anzahl an Photonen bisher an den prinzipiell ineffizienten Methoden zur Herstellung von Photonenpaaren. Die Wissenschaftler schlagen nun die sogenannte "kohärente Photonen-Konversion" dafür vor.
Dabei wird ein starker Laser dazu benutzt, die sogenannte Nichtlinearität von Glasfasern hochzutreiben. In der linearen Optik geht man davon aus, dass die optischen Eigenschaften eines Materials unabhängig von der Intensität des eingestrahlten Lichtes sind, Lichtstrahlen beeinflussen einander nicht.
In nichtlinearen Materialien kommt es dagegen zu einer Wechselwirkung zwischen Lichtstrahlen. "Wir können die Nichtlinearität der Glasfasern mit der Stärke des Laserfeldes steuern: je stärker das Laserfeld, desto höher die Nichtlinearität", erklärte der an dem Projekt beteiligte Wissenschaftler Sven Ramelow.

Kohärente Photonen-KonversionSchickt man gleichzeitig zum Licht dieses Pumplasers Licht einer anderen Wellenlänge eines schwächeren Lasers in diese Glasfaserleitung, werden diese Photonen verdoppelt - und zwar "theoretisch zu 100 Prozent, also deterministisch - wenn man ein Photon hineinschickt, kommen zwei heraus", so Ramelow.
Die Physiker konnten diesen Teil ihres neuen Schemas bereits experimentell nachweisen, wenn auch die Photonenpaar-Erzeugung "noch nicht mit hoher Effizienz" gelang.
Verdoppelt werden die Photonen durch die "kohärente Photonen-Konversion". Dabei werden sogenannte Photonen-Zustände - das elektromagnetische Feld des Lichts kann verschiedene Zustände einnehmen, etwa solche mit unterschiedlicher Zahl an Photonen - umgewandelt, ohne dass Quanteninformation zerstört wird. So kann zum Beispiel ein Ein-Photonen- in einen Zwei-Photonen-Zustand umgewandelt werden.

Erzeugung von WechselwirkungenEin weiterer, wichtiger Aspekt der "kohärente Photonen-Konversion" ist es, dass zwei Lichtteilchen miteinander zur Wechselwirkung gebracht werden können. Üblicherweise gibt es zwischen Photonen keinerlei Wechselwirkung. In der Quantenphysik ist das grundsätzlich von Vorteil, da die Photonen dadurch von der Umgebung isoliert sind und Quanteneigenschaften erhalten bleiben.
Will man aber Photonen für einen Quantencomputer nutzen, braucht man genau diese Wechselwirkung, denn damit würden die Berechnungen durchgeführt.
Mit dem theoretischen Konzept der Wiener Physiker wäre also der Bau eines auf Photonen basierenden Quantencomputers möglich. Weitere Experimente sollen nun die Möglichkeit der praktischen Umsetzung des Konzepts belegen.

Gruß
MTom