Quantencomputer, die theoretischen Grundlagen
Spukhafte Quantenphysik - Verschränkungen von Teilchen bleiben häufig
unerkannt
SPUKHAFTE QUANTENPHYSIK
Verschränkungen von Teilchen bleiben häufig unerkannt
Das hat Konsequenzen für quantenphysikalische Experimente
1. Juni 2020, 17:50 1 Posting
Die Verschränkung von zwei Lichtteilchen ist mit Standardverfahren gut
identifizierbar. Doch es gibt viele Verschränkungszustände, die sich mit
herkömmlichen Methoden gar nicht nachweisen lassen.
Illustr.: ÖAW
Wien – Die Quantenverschränkung ist ein grundlegendes Konzept der
Quantenmechanik. Praktisch kann das Phänomen bei Technologien wie dem
Quantencomputer oder der Quantenkryptografie eingesetzt werden. Doch
viele Verschränkungszustände lassen sich mit herkömmlichen Methoden gar
nicht nachweisen, wie nun österreichische Physiker im Fachjournal
"Physical Review Letters" berichten. Das hat weitreichende Konsequenzen
für quantenphysikalische Experimente.
"Zauberhafte" Fernwirkung
Erwin Schrödinger bezeichnete die Verschränkung als "Essenz der
Quantenphysik", Albert Einstein tat sie als "spukhafte Fernwirkung" ab.
Tatsächlich ist das Phänomen mit dem Erfahrungshorizont des Alltags kaum
nachvollziehbar. Denn zwei verschränkte Teilchen – etwa Photonen –
bleiben wie von Zauberhand miteinander verbunden und teilen ihre
physikalischen Eigenschaften. Die Messung an einem legt unmittelbar den
Zustand des anderen fest, auch wenn sie beliebig weit voneinander
entfernt sind.
Irgendwie hatte Einstein aber doch recht, denn Verschränkungen geben
sich oft spukhaft und ihr Nachweis ist nicht immer einfach. "In vielen
Experimenten wird der maximal verschränkte Zustand genutzt. Bei zwei
Photonen kann das zum Beispiel ein spezieller Überlagerungszustand ihrer
Polarisationen sein.
Schwer nachweisbar
Diese Verschränkungszustände können wir bestätigen, dafür gibt es
Standardmethoden", erklärte Mirjam Weilenmann vom Wiener Institut für
Quantenoptik und Quanteninformation (IQOQI) der Österreichischen
Akademie der Wissenschaften (ÖAW). Viele Quantenzustände entziehen sich
aber einem Nachweis mithilfe der Standardkonstruktion.
Das hat Konsequenzen für quantenphysikalische Experimente: "Für
Kryptografie ist es momentan wohl besser bei den verschränkten Zuständen
zu bleiben, die sich bewähren und die wir gut nachweisen können", so die
Physikerin. In natürlichen Systemen würden aber auch viele andere
Zustände vorkommen, auch hier sei der Nachweis von Verschränkungen
interessant. International arbeiten laut Weilenmann mehrere Gruppen an
der Entwicklung von Möglichkeiten, die Verschränkung und ihre
Eigenschaften in immer allgemeineren Klassen von Quantenzuständen
effizient nachweisbar zu machen. (red,
APA, 1.6.2020)
https://www.derstandard.at/story/2000117700775/verschraenkungen-von-teilchen-bleiben-haeufig-unerkannt