Dienstag, 28. Juni 2011

"Quanten-Magie" kommt ohne "spukhafte Fernwirkung" aus

Der zentrale Teil des optischen Aufbaus, der verwendet wird, um zu zeigen, dass selbst ein System, das keine Verschränkung zulässt, Merkmale aufweist, die üblicherweise diesem Phänomen zugeschrieben werden. | Copyright: IQOQI; Jacqueline Godany

Wien/ Österreich - Die von Albert Einstein als "spukhafte Fernwirkung" bezeichnete quantenmechanische Verschränkung ist das Herzstück des berühmten Quanten-Teleportationsexperiments. Österreichische Quantenphysiker haben nun in einem Experiment ein System verwendet, welches eigentlich keine Verschränkung zulässt und fanden dennoch Resultate, die nicht auf klassische Weise interpretiert werden können.

In einem Brief an seine Kollegin Dagmar Bruß, meinte Asher Peres, einer der Pioniere der Quanteninformationstheorie, scherzhaft: "Verschränkung ist ein Trick, den 'Quantenmagier' einsetzen, um Phänomene zu erzeugen, die von 'klassischen Magiern' nicht kopiert werden können." Damit beschrieb er jenes Phänomen, das eintritt, wenn Messungen, die an einem der beiden verschränkten Teilchen vorgenommen werden, das andere Teilchen augenblicklich beeinflussen, ganz gleich, wie weit entfernt die beiden Teilchen voneinander entfernt sind.

"Was aber, wenn im Experiment ein System herangezogen wird, das Verschränkung gar nicht zulässt? Sind die 'Quanten-Magier' gegenüber den anderen noch immer im Vorteil?" Genau dieser Frage gingen Forscher in ihrem Experiment nach und verwendeten ein sogenanntes Qutrit - ein Quantensystem aus einem einzelnen Photon, das drei voneinander unterscheidbare Zustände einnehmen kann, in dem es nicht zu einer Verschränkung kommen kann.

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"Damit konnten wir zeigen, dass quantenmechanische Messungen auch dann nicht auf klassische Weise interpretiert werden können, wenn das Phänomen der Verschränkung nicht beteiligt ist", erklärt Radek Lapkiewicz, Erstautor der aktuell im Fachmagazin "Nature" veröffentlichten Studie.

Wie die Pressemitteilung der Wiener Universität (univie.ac.at) erläutert, unterscheidet sich die Quantenphysik erheblich von dem, was wir in unserer Alltagswelt wahrnehmen, erfahren und als "klassische Physik" bezeichnen. "Betrachten wir beispielsweise einen Globus von nur einem Standpunkt aus, dann können wir jeweils nur eine Hemisphäre zu einem bestimmten Zeitpunkt sehen. Drehen wir den Globus einmal um die eigene Achse, können wir unter der Annahme, dass die Form der Kontinente gleich bleibt, auch wenn wir sie gerade nicht sehen, letztendlich ein aussagekräftiges und 'wahres' Bild unserer Erde konstruieren.

Mit unseren Erfahrungen und Annahmen der "klassischen Physik" können wir also einem System Eigenschaften zuordnen, ohne dass Messungen erforderlich wären. Anders verhält es sich, wenn wir uns einen "Quantenglobus" vorstellen. Im Gegensatz zum Globus, der sich aufgrund klassischer Annahmen von Eigenschaften wie ein Puzzle zusammenfügt, passen die Bilder beim 'Quantenglobus' nicht zusammen. "Es ergibt sich aber auch kein 'zufälliges' Muster, vielmehr kann bereits im Voraus gesagt werden, um wie viel die einzelnen Teile nach der Beobachtung voneinander differieren."

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Quellen: univie.ac.at / grenzwissenschaft-aktuell.de
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