39 Antworten in diesem Thema

[Beverly]

So viel ich weiß werden auch bei einem gekoppelten Quantenzustand die Informationen nicht mit Überlichtgeschwindigkeit übertragen. Man muss quasi erst die Informationen voraus schicken oder so. Das ganze Konzept ist schwierig und hat mir damals einen Knoten im Gehirn gemacht, als ich es mir angesehen habe.

Ich kenne für den gekoppelten Quantenzustand folgenden Vergleich aus der Alltagswelt: Ohne hinzusehen greift jemand in die Schublade, nimmt einen Handschuh heraus und steckt ihn in die Tasche. Dann eilt unsere Versuchsperson aus dem Haus. Irgendwann unterwegs greift die Versuchsperson in die Tasche und findet einen Handschuh. Daraus kann sie folgendes schließen:

1. Sie hat den anderen Handschuh in der Schublade vergessen.

2. Da Handschuhe paarweise sind, weiß sie, ohne zu Hause nachzusehen oder jemanden zu Hause anzurufen und zu fragen, welcher der beiden Handschuhe in der Schublade liegt.

Das hat mir das Konzept der Nichtlokalität ein bisschen verständlich gemacht, aber einen Überlichtantrieb kann ich daraus nicht basteln

Ja. Um ehrlich zu sein bin ich in meinen Geschichten dazu übergegangen, die Science des Raumantriebs einfach zu "ignorieren" und schwammig zu umschreiben. Sonst hat man nur einen leeren Technobabble, der niemandem Spaß macht. Bei der Materialphysik, Biologie und anderen Wissenschaften hat man eher eine Chance, etwas Futuristisches zu basteln, das wenigstens vielleicht eines Tages funktionieren könnte.

Ich brauche für Überlichtflug zumindest ein gedankliches Konzept, damit es nicht zu sehr wie im Märchen ist. Aber sonst interessieren mich viel mehr die gesellschaftlichen Auswirkungen, weil ich von denen eine bessere Vorstellung habe als von seiner Funktionsweise. So fanden zwei Leser meiner Geschichten das in ihnen beschriebene "Avenzen" - Fortbewegung in Sofortzeit durch "Mehrdim-Portale" - ganz toll. Daraus zog ich den Schluss, dass, wenn die Naturgesetze es zulassen, dann wird es auch entwickelt! Von uns Menschen oder von anderen Zivilisationen ... irgendwer im unendlichen Kosmos wird so etwas machen. Ob diese Technik dann allen zur Verfügung gestellt wird oder ob kleine Gruppen versuchen, sie für sich zu monopolisieren, darüber kann man sich trefflich streiten. Ein Disput hier im Forum darüber hat mich zu einer Idee für ein Schreibprojekt inspiriert.

[Kaffee-Charly †]

Mit verschränkten Teilchen können schlichtweg überhaupt keine Informationen übertragen werden. Man muß sich das einfach so vorstellen: Man nehme zwei Briefumschläge. In dem einen steckt Brief A, in dem anderen Brief B. Nun nehmen Du und ein Bekannter jeweils einen Umschlag mit nach Hause.

Am Abend machst Du Deinen Umschlag dann auf, findest Brief A und weißt sofort, daß Dein Bekannter Brief B haben muß.

Bei verschränkten Teilchen ist es nun so, daß vor dem Öffnen des Briefes (der Messung des Quantenzustandes) schlichtweg nicht feststeht, welcher Brief in Deinem Umschlag steckt. Also nicht nur, daß es keiner weiß, sondern es ist tatsächlich noch nicht festgelegt. Man könnte sich das so vorstellen, daß die Umschläge eigentlich leer sind und erst beim Öffnen "von Zauberhand" Brief A oder Brief B erscheint.

Und trotzdem, jedesmal wenn Du Brief A vorfindest und Deinen Bekannten anrufst, wird sich herausstellen, daß er Brief B bekommen hat, und umgekehrt. Die Umschläge scheinen sich also irgendwie "abzusprechen" und das laut Messungen mit mindestens 10000facher Lichtgeschwindigkeit. (Der Theorie nach instantan, was sogar unendlicher Geschwindigkeit entspräche, aber unsere Uhren sind einfach nicht genau genug, so daß man bisher nur 10000fache Lichtgeschwindigkeit als untere Grenze angeben kann).

Da Du aber in keinster Weise beeinflussen kannst, welchen Brief Du kriegst, nützt Dir das zur Informationsübertragung gar nichts.

Der Umstand, dass du einen Brief bekommst, ist aber bereits eine Information.
Das "Absprechen der Umschläge" könnte somit auch für Informationsverarbeitung genutzt werden.
Und zwar genauso wie schon beim Gebrauch des Binären Systems bei heutigen Computern (0 oder 1 = Umschlag leer oder nicht leer, geöffnet oder nicht geöffnet oder sonstwas...).
Die verschränkten Teilchen selbst sind keine Information, die Änderung ihres Zustandes jedoch schon.
Ändert sich der Zustand des einen Teilchens, dann ändert sich auch der Zustand des mit ihm verschränkten anderen Teilchens (die sogenannte "spukhafte Fernwirkung", wie es Einstein ausdrückte).
Wie der Zustand sich ändert, ist dabei eigentlich egal.
Wichtig ist nur, DASS er sich ändert (keine Änderung = 0, Änderung = 1).
(Oder mit dem Würfelbeispiel ausgedrückt: Nicht-Würfeln = 0, Würfeln = 1).
Mehr wird für die Verwendung eines Binär-Systems zur Informationsübertragung gar nicht gebraucht.
Das Problem ist jedoch, dass man dafür eine große Anzahl von miteinander verschränkten Teilchenpaaren benötigt, weil man ja viele Kombinationen von Nullen und Einsen für die Übermittlung von Zahlen und Zeichen braucht (siehe z.B. ASCII-Code).
Mit nur einem Teilchenpaar müssten alle Digits einzeln nacheinander gesendet werden, die dann erst zu Kombinationen zusammengefügt werden müssen, wodurch der Geschwindigkeitsvorteil zu einem großen Teil wieder verloren ginge.
Ob man verschränkte Teilchen auch für ein Trinär-System ( 0 oder 1 oder ? ) einsetzen könnte, vermag ich nicht zu sagen.
Ich hoffe aber, dass so etwas erst kommt, wenn ich nichts mehr programmieren muss, sonst kriege ich einen Knoten ins Hirn.


Kaffee-Kanne

Bearbeitet von Kaffee-Charly, 21 Juni 2011 - 21:37.

[Stormking]

Der Umstand, dass du einen Brief bekommst, ist aber bereits eine Information.
Das "Absprechen der Umschläge" könnte somit auch für Informationsverarbeitung genutzt werden.
Und zwar genauso wie schon beim Gebrauch des Binären Systems bei heutigen Computern (0 oder 1 = Umschlag leer oder nicht leer, geöffnet oder nicht geöffnet oder sonstwas...).
Die verschränkten Teilchen selbst sind keine Information, die Änderung ihres Zustandes jedoch schon.
Ändert sich der Zustand des einen Teilchens, dann ändert sich auch der Zustand des mit ihm verschränkten anderen Teilchens (die sogenannte "spukhafte Fernwirkung", wie es Einstein ausdrückte).

Dein Verständnisfehler liegt darin, zu glauben, man könne den Quantenzustand des einen Teilchens "ändern". Kann man aber nicht, man kann ihn nur messen und kennt dann automatisch auch den des zweiten, eventuell Lichtjahre entfernten Teilchens.

[Kaffee-Charly †]

Dein Verständnisfehler liegt darin, zu glauben, man könne den Quantenzustand des einen Teilchens "ändern". Kann man aber nicht, man kann ihn nur messen und kennt dann automatisch auch den des zweiten, eventuell Lichtjahre entfernten Teilchens.

Ich hatte das immer so verstanden, dass schon allein durch das Messen der Zustand verändert wird - z.B. beim sog. "Beamen" von Teilchen.
(Muss ich nochmal nachlesen - aber nicht heute. )

Edit:
Halt - Stop - hab' doch 'was gefunden!
(Endlich macht sich meine kleine "Wissensdatenbank" mal bezahlt.)

Stand: 13.02.2003
Wiener Physiker haben das Verfahren zum "Beamen" verbessert
Eine trickreiche Methode erlaubt es den Forschern nun, den Erfolg einer Teleportation zu kontrollieren.
Das Physikerteam um Anton Zeilinger von der Universität Wien hat jetzt ein Verfahren entwickelt und erfolgreich durchgeführt, das die zerstörerische Erfolgskontrolle einer Quantenteleportation überflüssig macht.

Im Fachmagazin Nature (Bd. 421, S. 721) stellen die Wissenschaftler ihr Experiment vor.
Bei der Quantenteleportation werden die Eigenschaften eines Photons seine Quantenzustände auf ein zweites Photon übertragen.

Das Besondere dabei: Diese Übertragung geschieht augenblicklich, wird also nicht durch ein Signal übermittelt, das sich mit Lichtgeschwindigkeit fortpflanzt. Außerdem verliert das ursprüngliche Photon seine definierten Eigenschaften. Es wird also nicht einfach eine Kopie des ersten Photons hergestellt. Vielmehr nimmt das zweite Photon die Identität des ersten an. Das erste Photon wurde "gebeamt", ohne dass dabei Materie transportiert wurde.
Derzeit denkt niemand ernsthaft an die Teleportation von Alltagsgegenständen oder gar Menschen. Beides liegt außerhalb jedweder technischer Möglichkeiten. Doch naheliegende Anwendungen der Quantenteleportation sind Quantencomputer und die Quantenkryptografie die abhörsichere Übertragung von Geheimcodes. Die meisten Anwendungen erfordern nach erfolgter Teleportation eine Weiterverarbeitung der in den Quantenzuständen des Photons gespeicherten Information.
Hier liegt das Dilemma des ursprünglichen Verfahrens, das Zeilinger 1997 damals noch in Innsbruck entwickelte. Um sicherzustellen, dass überhaupt eine Teleportation stattgefunden hat, musste das teleportierte Photon mit Detektoren registriert werden. Dabei wird es jedoch zerstört. Die Wiener Physiker haben sich nun ein trickreiches Verfahren ausgedacht, mit dem sie den Erfolg einer Teleportation kontrollieren können, ohne die Quantenzustände des teleportierten Photons zu zerstören.
An der Teleportation eines Photons sind insgesamt vier Photonen beteiligt, nämlich zwei Paare miteinander verschränkter Photonen. "Verschränkung" bezeichnet eine quantenmechanische Eigenschaft, die in unserer Alltagswelt keine Entsprechung hat. Albert Einstein nannte sie "spukhafte Fernwirkung". Zwei miteinander verschränkte Photonen verhalten sich so ähnlich wie zwei telepathisch begabte Zwillingsbrüder. Nimmt man an einem der beiden Photonen eine Messung vor, dann "spürt" das sein Zwillingsbruder augenblicklich und nimmt abhängig vom Ergebnis dieser Messung einen definierten Quantenzustand an.
Das ursprüngliche Innsbrucker Experiment bestand aus zwei Photonenquellen, die jeweils Paare miteinander verschränkter Photonen erzeugten. Ein Photon des ersten Paares wir nennen es B wird auf ein Photon des zweiten Paares D teleportiert. Dies geschieht dadurch, dass zusätzlich Ds Zwillingsbruder C mit B verschränkt wird. Wegen dieser wechselseitigen Verschränkungen liefert die Registrierung der Photonen B und C und des für die Teleportation selbst nicht benötigten Photons A gewisse Informationen über D. Doch um eine erfolgreiche Teleportation in jedem Fall nachweisen zu können, reicht diese Information nicht aus.
In ihrem aktuellen Experiment haben die Wiener Physiker nun einen Dämpfer auf der Strecke eingebaut, die Photon B durchläuft. Dies führt gemäß den quantenmechanischen Gesetzen dazu, dass die aus der Registrierung der Photonen A, B und C gewonnene Information dazu ausreicht, mit hoher Wahrscheinlichkeit eine korrekte Aussage über den Erfolg der Teleportation zu machen. Je höher die Dämpfung, desto sicherer ist diese Aussage. Die Registrierung und Zerstörung von Photon D wird damit überflüssig.
(Bild der Wissenschaft)

Das liest sich so, als könne man den Quanten-Zustand durch das Messen beeinflussen und so irgendwann auch für "Quantencomputer" nutzen.


Kaffee-Charly

Nachtrag:
@Stormking:
Vielleicht sollten wir dafür einen eigenen Thread aufmachen, denn wir werden jetzt ziemlich Off Topic.

Bearbeitet von Kaffee-Charly, 21 Juni 2011 - 23:57.

[Naut]

Der Umstand, dass du einen Brief bekommst, ist aber bereits eine Information.
Das "Absprechen der Umschläge" könnte somit auch für Informationsverarbeitung genutzt werden.
Und zwar genauso wie schon beim Gebrauch des Binären Systems bei heutigen Computern (0 oder 1 = Umschlag leer oder nicht leer, geöffnet oder nicht geöffnet oder sonstwas...).

Nein.
Denn es gibt keine Möglichkeit, einem Quant "von außen" anzusehen, ob sein Zwilling bereits gemessen wurde, also ob der andere Umschlag schon geöffnet wurde.

Du hast nur den Umschlag. Wenn Du ihn öffnest, nimmt er einen Zustand (etwa 1 oder 0) an, instantan nimmt sein Zwilling den anderen Zustand an. Wenn die Gegenseite schneller war, liegt dieser Zustand schon fest, sonst bestimmt Dein Quant ihn.

Du hast keine Möglichkeit festzustellen, ob Du der erste warst, der den Umschlag geöffnet hat. Eben, weil der Zustand zufällig entschieden wird.

Quantenkryptografie geht so:
Jeder nimmt einen Satz verschränkte Quanten mit auf die Reise, z.B. 1024 verschränkte Elektronen, um einen 1024Bit-Schlüssel zu bilden.

A packt seine Quanten aus und erhält so einen 1024Bit-Schlüssel. Damit kann er seine Nachricht codieren (z.B. multiplizieren). Die verschlüsselte Nachricht wird über einen herkömmlichen Kanal (mit Unterlichtgeschwindigkeit) verschickt.

B packt seine Quanten aus. Da sie mit denen von A verschränkt sind, erhält er genau den umgekehrten Schlüssel, kann also durch einfaches Invertieren denselben Schlüssel wie A erhalten und so die empfangene Nachricht entschlüsseln.

Der "Kryto"-Teil daran ist, dass man den Schlüssel nicht heimlich auslesen oder abfangen kann. Jeder Partner hat ihn die ganze Zeit dabei, aber er kann nur einmal ausgelesen werden.

Nachtrag:
Quantencomputer gehen (stark vereinfacht) so: Die einzelnen Quanten-Bits (QBits) können mehrere Zustände annehmen, im einfachsten Fall 0 oder 1, wie im klassischen Computer. Der Witz ist, dass sie bis zum endgültigen Ablesen des Ergebnisses (Messen des Quantenzustands) *beide* Zustände haben. Der Trick ist, mehrere Q-Bits so zu verknüpfen, dass sie die unterschiedlichen Zustände nicht gleichwahrscheinlich, sondern mit unterschiedlichen W-keiten, abhängig von ihren Vorgängern im Algorithmus einnehmen. Da sie die Zustände immer noch "gleichzeitig" annehmen, kann man so etwas bauen, was man "nichtdeterministische Maschine" nennt, quasi einen Computer, der mehrere potentielle Ergebnisse schon vor der Eingabe gleichzeitig vorberechnet, darunter aber evtl. auch einige falsche. Liest man nun das Ergebnis aus, dann ist es schon fertig.
Der Vorteil: Nichtdeterministische Algorithmen liefern Ergebnisse evtl. viel schneller als klassische Computer.
Der Nachteil: Man weiß nicht mit Sicherheit, ob das Ergebnis stimmt, man kann nur sagen, mit welcher W-keit es zutrifft.

Bearbeitet von Naut, 22 Juni 2011 - 06:48.

[Angela Fleischer]

Ich brauche für Überlichtflug zumindest ein gedankliches Konzept, damit es nicht zu sehr wie im Märchen ist. Aber sonst interessieren mich viel mehr die gesellschaftlichen Auswirkungen, weil ich von denen eine bessere Vorstellung habe als von seiner Funktionsweise. So fanden zwei Leser meiner Geschichten das in ihnen beschriebene "Avenzen" - Fortbewegung in Sofortzeit durch "Mehrdim-Portale" - ganz toll. Daraus zog ich den Schluss, dass, wenn die Naturgesetze es zulassen, dann wird es auch entwickelt! Von uns Menschen oder von anderen Zivilisationen ... irgendwer im unendlichen Kosmos wird so etwas machen. Ob diese Technik dann allen zur Verfügung gestellt wird oder ob kleine Gruppen versuchen, sie für sich zu monopolisieren, darüber kann man sich trefflich streiten. Ein Disput hier im Forum darüber hat mich zu einer Idee für ein Schreibprojekt inspiriert.

Na ja, um ehrlich zu sein bin ich schon übersättigt vom astrophysikalischen, krautrübenfalschen Technobabble, den die Autoren immer meinen müssen anzubringen. Wobei, solange er nicht zu lange ist, sehe ich darüber auch hinweg.
Mir kann man mehr damit eine Freude machen, wenn man eine reduzierende Atmosphäre und die dazugehörige Flora z.B. näher beschreibt.

Dein Verständnisfehler liegt darin, zu glauben, man könne den Quantenzustand des einen Teilchens "ändern". Kann man aber nicht, man kann ihn nur messen und kennt dann automatisch auch den des zweiten, eventuell Lichtjahre entfernten Teilchens.

Kann man schon, nur nicht bei einzelnen Teilchen, sondern im Ensemble. Bei der Magnetresonanz wird genau das gemacht, nämlich eine Spinumkehr provoziert (die dann natürlich nicht bei jedem Teilchen eintritt, sondern nur bei 1%, wenn ich mich richtig erinnere).

Nein.
Denn es gibt keine Möglichkeit, einem Quant "von außen" anzusehen, ob sein Zwilling bereits gemessen wurde, also ob der andere Umschlag schon geöffnet wurde.

Du hast nur den Umschlag. Wenn Du ihn öffnest, nimmt er einen Zustand (etwa 1 oder 0) an, instantan nimmt sein Zwilling den anderen Zustand an. Wenn die Gegenseite schneller war, liegt dieser Zustand schon fest, sonst bestimmt Dein Quant ihn.

Du hast keine Möglichkeit festzustellen, ob Du der erste warst, der den Umschlag geöffnet hat. Eben, weil der Zustand zufällig entschieden wird.

Quantenkryptografie geht so:
Jeder nimmt einen Satz verschränkte Quanten mit auf die Reise, z.B. 1024 verschränkte Elektronen, um einen 1024Bit-Schlüssel zu bilden.

A packt seine Quanten aus und erhält so einen 1024Bit-Schlüssel. Damit kann er seine Nachricht codieren (z.B. multiplizieren). Die verschlüsselte Nachricht wird über einen herkömmlichen Kanal (mit Unterlichtgeschwindigkeit) verschickt.

B packt seine Quanten aus. Da sie mit denen von A verschränkt sind, erhält er genau den umgekehrten Schlüssel, kann also durch einfaches Invertieren denselben Schlüssel wie A erhalten und so die empfangene Nachricht entschlüsseln.

Der "Kryto"-Teil daran ist, dass man den Schlüssel nicht heimlich auslesen oder abfangen kann. Jeder Partner hat ihn die ganze Zeit dabei, aber er kann nur einmal ausgelesen werden.

Aha! Das ist es sicher, was hinter der Überweisung steckt. Danke.

[Turbinenreiter]

beschreibt doch lieber mal einen spannenden unterlichtflug, die physik die DA dahinter steckt kapier' ich. inkl. relativistischer effekte.

[Stormking]

http://www.scifinet....p?showtopic=616

Juchhu, ein ganzer Thread voller unwissenschaftlicher Platitüden, inkl. der unvermeidlichen Eisenbahn-30-km/h-Legende.