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Über-lichtschnelle Kommunikation durch Quantenverschränkung
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Bennn0



Anmeldungsdatum: 15.01.2008
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Beitrag Bennn0 Verfasst am: 06. Aug 2008 22:58    Titel: Über-lichtschnelle Kommunikation durch Quantenverschränkung Antworten mit Zitat

Wäre es nicht Möglich das man durch die Verschrenkung informationen von dem einen Teil zu dem anderen über tragen kann?

Ich hab da eigentlich keine Ahnung davon aber ich wollte einfachmal wissen ob das möglich ist
mitschelll



Anmeldungsdatum: 06.12.2007
Beiträge: 362

Beitrag mitschelll Verfasst am: 07. Aug 2008 11:14    Titel: Antworten mit Zitat

Ein Grundgesetz für jeden Physiker ist: Wenn Dir jemand erzählt, er habe Informationen schneller als Lichtgeschwindigkeit versandt, glaube ihm erstmal nicht, sondern denke solange darüber nach, bis Du den Haken gefunden hast. Solche Experimente sind oft sehr schwer zu widerlegen.

Was weißt Du den über Verschränkung bzw Quantenmechanik?

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Johann Wolfgang von Goethe
Bennn0



Anmeldungsdatum: 15.01.2008
Beiträge: 35

Beitrag Bennn0 Verfasst am: 07. Aug 2008 12:44    Titel: Antworten mit Zitat

Sorry
aber ich weiß sogut wie nichts darüber, und wollte nur mal von euch wissen ob das geht.
mitschelll



Anmeldungsdatum: 06.12.2007
Beiträge: 362

Beitrag mitschelll Verfasst am: 07. Aug 2008 13:25    Titel: Antworten mit Zitat

Ok, es funktioniert nicht.
Der Grund ist der Messprozess selber. Wenn ich das eine Teilchen messe, bestimme ich den Zustand des anderen Teilchens, egal wie weit weg dieses andere Teilchen ist. Das ist die Grundlage von Verschränkung. Nun könnte man meinen, wenn ich im selben Moment den Zustand eines beliebig weit entfernten Teilchens und den Zustand des gemessenen Teilchens kenne, habe ich mit Überlichtgeschwindigkeit Information übertragen.

Der Haken an der Sache ist, dass die Messung rein zufällig ist. Man nehme an, die Teilchen haben jeweils den Zustand "Ja" oder "Nein".
Um gezielt Information zu übertragen, um z.B. dem Empfänger des weit, weit wegfliegenden Teilchens "Ja" zu übermitteln, muss ich "Nein" messen.
Das kann ich aber nicht bestimmen. Ob ich "Ja" oder "Nein" messe, ist rein zufällig. Das heißt, ich kann nicht bestimmen, was ich messe und somit nicht Information übertragen. Denn misst der Empfänger "Ja" kann es sein, dass ich "Ja" meine. Es kann aber auch sein, dass ich nur zufällig "Ja" übermittelt habe, da der Messprozess zufällig ist. Das heißt der Empfänger kann nicht wissen, was ich wirklich meine.

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kisüFreak



Anmeldungsdatum: 24.06.2008
Beiträge: 14

Beitrag kisüFreak Verfasst am: 11. Aug 2008 02:15    Titel: Antworten mit Zitat

Aus "Bertlmann's Socks and the Nature of Reality" von J.S.Bell am Cern verfasst:

"The philosopher in the street, who has not suffered a course in quantum mechanics, is quite unimpressed by Einstein- Podolsky- Rosen correlations. He can point to many examples of similar correlations in everyday life. The case of Bertlmann'S socks is often cited."
Dr. Bertlmann likes to wear two socks of different colours. Which clour he will have on a given foot on a given day is quite unpredictable. But when you see that the first sock is pink you can be already sure that the second sock will not be pink. Observation of the first, and experience of Bertlmann, gives immediate information about the second.

oder:[aus Gedankenexperimente; Henning Genz; rororo Verlag]:
das selbe nur verständlicher:

Das Ergebnis eines Experimentes jetzt und hier kann vermöge einer solchen Wirkung das Ergebnis desselben oder eines äquivalenten Experiments in beliebig großer Entfernung- sozusagen hinter dem Mond-, das unmittelbar zuvor noch unsicher war, festlegen. Von dem Ergebnis des Experimentes hier und jetzt kann außerdem in demselben Augenblick das bevorstehende Ergebnis hinter dem Mond abgelesen werden. Eine Übertragung von Informationen oder gar eine gezielte Einflussnahme mit Überlichtgeschwindigkeit ermöglicht eine solche Wirkung aber nicht. Dies deshalb, weil der Experimentator [...] das Ergebnis des Experiments nicht festlegen kann: Dies ist ein reines Zufallsprodukt.

Weiters ein Beispiel: Zwei Experimentatoren, einer auf der Erde, einer hinterm Mond:

Die Information und nur sie betreffend, befindet sich jeder der beiden Experimentatoren un der Situation eines, der nur einen Handschuh eingesteckt hat. Wenn er feststellt, dass dieser ein linker ist, weiß er instantan, dass der andere nur ein rechter sein kann[das soll hier die Verschrenkung sein]. Information wird dabei nicht übertragen.

Wenn du dir weitere solche fragen stellst kann ich dir das oben zitierte Buch nur empfehlen Thumbs up!
mitschelll



Anmeldungsdatum: 06.12.2007
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Beitrag mitschelll Verfasst am: 14. Aug 2008 16:09    Titel: Antworten mit Zitat

Hier ist noch ein aktueller Artikel über das Thema:

Spiegel - Einsteins Spuk ist Tausende Male schneller als das Licht

Es wurde versucht herauszufinden, wie schnell die "Fernwirkung" ist.

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pfnuesel



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Beitrag pfnuesel Verfasst am: 15. Aug 2008 15:30    Titel: Antworten mit Zitat

Zu dem Spiegel-Bericht:

Das Phänomen ist nicht neu, oder?

Spiegel hat Folgendes geschrieben:
Ändert das eine Teilchen seinen Zustand, so geschieht dies augenblicklich auch bei dem anderen - so die Theorie der Verschränkung.


Stimmt das? Die Teilchen sind verschränkt, eine Messung lässt die Wellenfunktion kollabieren und gleichzeitig diejenige des anderen Teilchens auch. Aber ich kann nicht den Zustand des einen Teilchens ändern und das andere nimmt diesen Zustand auch an. Das wäre überlichtschnelle Informationsausbreitung.
mitschelll



Anmeldungsdatum: 06.12.2007
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Beitrag mitschelll Verfasst am: 15. Aug 2008 15:35    Titel: Antworten mit Zitat

Nee, das ist kein Informationsübertrag.

Wie willst Du denn mit dieser Methode Information übertragen? Ich habe weiter oben schon versucht, den Haken an der Sache zu erklären.

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pfnuesel



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Beitrag pfnuesel Verfasst am: 15. Aug 2008 15:53    Titel: Antworten mit Zitat

Indem ich den Zustand des Teilchens ändere. Laut Spiegel wird dann (mehr oder weniger sofort) auch der Zustand des anderen Teilchens geändert.
lingling



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Beitrag lingling Verfasst am: 16. Aug 2008 19:31    Titel: Antworten mit Zitat

sowiet ich das richtig verstanden habe, wird der nicht geändert, sondern er
wird festgelegt, also du weisst durch die eine messung instantan, welchen wert das anere teilchen hat. dadurch kann man aber leider keine informationen übertragen, da die ergebnisse zufällig sind, müsstest du das ergebnis ja irgendwie mitteilen ... grübelnd
mitschelll



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Beitrag mitschelll Verfasst am: 16. Aug 2008 20:53    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Indem ich den Zustand des Teilchens ändere. Laut Spiegel wird dann (mehr oder weniger sofort) auch der Zustand des anderen Teilchens geändert.

Es ist richtig, dass sich der Zustand des anderen Teilchens instantan ändert (zumindest 100.000 mal schneller als Licht bräuchte, um zwischen den Teilchen als Informationsträger zu wirken). Man könnte nun meinen, das könnte man zu einer Art Morse-Zeichen benutzen. In der Art: Gemessen-nicht gemessen-gemessen...
ABER: Angenommen ich messe Teilchen A. Mein Kumpel wartet auf Teilchen B. Nach der Messung von A ändert sich B.
Woher weiß mein Kumpel denn, wann ich gemessen habe? Er müsste erstmal selber Teilchen B messen, um zu schauen, welchen Zustand B hat. Hat er das gemacht, weiß mein Kumpel aber nicht mehr, ob die Information von B nun durch meine Messung festgelegt wurde, oder ob er gerade selber den Zustand von B durch seine Messung festgelegt hat. Das heißt, ich müsste voher bei meinem Kumpel anrufen und ihm sagen: "Ich messe um 12Uhr." Das ist aber ein Informationsübertrag. Und der ist mit Sicherheit langsamer als Lichtgeschwindigkeit.

Letztendlich läuft das auf das Synchronisieren von Uhren hinaus. Das hat dann was mit der Rel.theorie zu tun. Und bei der ist auch nichts schneller als Licht Big Laugh

Ps: Ich hoffe, ich habe keine Fehler in meinen Argumentationen gemacht. Falls jemandem was auffällt, ruhig sagen. Bei diesen Dingen bin ich mir selber manchmal nicht 100% sicher.

Interessant ist auch noch der Kommentar einer der Leute, die am obigen Projekt mitgearbeitet haben: “For me, honestly, it doesn’t make any sense,” says Gisin. “I don’t think we can today claim that we have a good story to tell how this all happens.”

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lingling



Anmeldungsdatum: 12.04.2008
Beiträge: 20

Beitrag lingling Verfasst am: 16. Aug 2008 22:00    Titel: Antworten mit Zitat

heir was zum thema:

http://www.heise.de/tp/r4/artikel/28/28531/1.html
pfnuesel



Anmeldungsdatum: 04.11.2004
Beiträge: 248
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Beitrag pfnuesel Verfasst am: 19. Aug 2008 12:04    Titel: Antworten mit Zitat

Ich muss da nochmals nachhaken, mir geht's nicht um das EPR-Paradoxon an sich, sondern um das Zitat aus dem Spiegel, dass meiner Meinung nach sehr ungenau/verwirrend ist:

Spiegel hat Folgendes geschrieben:
Ändert das eine Teilchen seinen Zustand, so geschieht dies augenblicklich auch bei dem anderen - so die Theorie der Verschränkung.


Auf mich macht das den Eindruck, als könnte ich den Zustand des Teilchens beliebig verändern und das verschränkte andere Teilchen würde dies durch eine Zustandsänderung beantworten.

Dies gilt aber nur für den Fall der ersten Messung, aufgrund derer die Wellenfunktion auf eine Eigenfunktion kollabiert. Da dieser Kollaps global zu sein scheint kollabiert auch die Wellenfunktion des verschränkten Teilchens. Doch ich kann nicht beliebig den Zustand des ersten Teilchens ändern und mein zweites Teilchen beantwortet dieses ebenfalls mit einer Zustandsänderung. Das wäre Informationsübertragung und würde das Kausalitätsprinzip verändern. Doch dies ist nicht der Fall, wenn man den Spiegel-Artikel liest, so wird das aber nicht klar.
mitschelll



Anmeldungsdatum: 06.12.2007
Beiträge: 362

Beitrag mitschelll Verfasst am: 19. Aug 2008 15:24    Titel: Antworten mit Zitat

Man kann Zustände in diesem Fall nicht beliebig verändern, man kann sie nur mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit messen.

Man darf auch nicht davon ausgehen, dass beide Teilchen jeweils durch eine Wellenfunktion beschrieben werden; vielmehr beschreibt eine Wellenfunktion beide Teilchen. Das heißt, bei einer Messung verändere ich nicht den Zustand des einen Teilchens, worauf sich der Zustand des anderen Teilchens darauf einstellt.
Bei einer Messung eines Teilchens verändere ich die Gesamtwellenfunktion beider Teilchen.

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dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
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Beitrag dermarkus Verfasst am: 01. Sep 2008 22:07    Titel: Antworten mit Zitat

Vielleicht ist es hilfreich, ganz konkret zu sagen, was gemessen wird, und worum es in diesem Experiment geht, um das zu verdeutlichen, was mitschelll hier erklärt hat:

Zwei miteinander verschränkte Teilchen A und B werden losgeschickt. Teilchen A fliegt zum Experimentator A und es wird dort am Ort zum Zeitpunkt gemessen, ob sich das Teilchen A in Zustand 1 oder in Zustand 2 befindet. Teilchen B fliegt zu Experimentator B, der misst am Ort zum Zeitpunkt , ob sich das Teilchen B im Zustand 1 oder 2 befindet.

Verschränkung bedeutet nun: Wenn Experimentator A misst, dass Teilchen A in Zustand 1 ist, dann erhält Experimentator B das Ergebnis, dass das Teilchen B im Zustand 2 ist, wenn aber Experimentator A Teilchen A im Zustand 2 misst, dann wird Experimentator B das Teilchen B im Zustand 1 messen. Und zwar egal wie kurz die Zeit zwischen den Messungen ist und egal wie groß die Entfernung zwischen den beiden Messorten ist.

Wenn man nun versucht, dieses Verhalten so zu erklären, dass das Teilchen A, nachdem es gemessen wurde, eine Botschaft an Teilchen B schickt, damit Teilchen B weiß, in welchem Zustand es sich bei seiner Messung zeigen muss, dann müsste diese Botschaft zwischen den beiden Teilchen mit der Geschwindigkeit



übertragen werden. Nun kann man aber die Zeitpunkte und die Orte der Messungen so wählen (und das wurde in dem beschriebenen Experiment besonders schön gemacht), dass diese rechnerische Geschwindigkeit v viel, viel größer als die Lichtgeschwindigkeit ist, und Informationsübertragung schneller als mit Lichtgeschwindigkeit ist ja bekanntermassen nicht möglich.

Damit hat dieses Experiment besonders schön und deutlich gezeigt, dass das "koordinierte Verhalten" der beiden Teilchen bei ihren Messungen nichts damit zu tun haben kann, dass das eine Teilchen dem anderen eine Information überträgt.

Sondern dass dem koordinierten Verhalten der Teilchen beim quantenmechanischen Phänomen der Verschränkung etwas anderes, eine Art "blindes Einverständnis" der beiden Teilchen zugrundeliegen muss.

=========================================


Um die Frage, ob der Experimentator A dem Experimentator B damit irgendwie überlichtschnell Informationen übertragen könnte, geht es in diesem Experiment gar nicht erst.

Denn hier werden ja gar nicht Informationen von

Experimentator A -> Teilchen A -> Teilchen B -> Experimentator B

oder

Experimentator A -> (Teilchen A und Teilchen B) -> Experimentator B

übertragen, allein schon aus dem Grund, weil die Messung von Experimentator A an Teilchen A keine Informationsübertragung

Experimentator A -> Teilchen A

oder

Experimentator A -> (Teilchen A und Teilchen B)


, sondern eine Informatonsübertragung

Teilchen A-> Experimentator A

oder

(Teilchen A und Teilchen B) -> Experimentator A

ist. Denn Experimentator A misst ja nur, und bestimmt dabei nicht von vorneherein, welches Ergebnis bei seiner Messung herauskommt.
Ernie71



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Beitrag Ernie71 Verfasst am: 02. Sep 2008 19:58    Titel: Antworten mit Zitat

Ich muss gestehen dass ich es immer noch nicht gnz verstanden habe.
Ich (Physik-Anfänger) stelle mir folgenden Versuchsaufbau vor:

Gegeben sind zwei kontinuierliche Strahlen verschränkter Photonen, ein Strahl stellt die Sendeseite dar, der andere de Empfangseite. Auf der Sendeseite halte ich jetzt Polarisationsfilter in den Strahl - entweder horizontal (=0) oder vertikal (=1) polarisiert. Auf der Empfängerseite ist ein vertikaler Polarisationsfilter fest montiert, dahinter wird gemessen, ob der Strahl passieren kann oder nicht. Kann er passieren, wird eine null übertragen, kann er es nicht, ist es eine 1.

Auf der Sendeseite messe ich also nicht, verändere aber trotzdem ohne Zeitverzögerung die Polarisation auf Empfangsseite, welche ich dann messe. Wo ist der Denkfehler?
bishop
Moderator


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Beitrag bishop Verfasst am: 02. Sep 2008 21:52    Titel: Antworten mit Zitat

imo is der denkfehler am Anfang bei "Gegeben sind zwei kontinuierliche Photonenstrahlen"
Du hast immer nur einzelne Photonenpaare, die verschränkt sind. Das bedeutet, dass du eine bestimmte Anzahl von verschränkten Photonen erzeugst, und dann eine Hälfte dem Empfänger mitgibst. Du motivierst soetwas wie die verschränkung von Teilchen über große Entfernung hinweg.

Es ist also so, dass man ein Paar erzeugt, und dann eine hälfte dem Empfänger mitgibt. Damit nun eine Information übertragen werden kann muss dem Empfänger gesagt werden wann er sein Photon zu messen hat. Offensichtlich kann das nur unterlichtschnell passieren

Um es klar zu machen: Verschränkung entsteht indem Teilchen in der selben Apparatur manipuliert werden! (z.B indem ein Lichtstrahl optisch geteilt wird)

_________________
Ein Physiker ist jemand, der über die ersten drei Terme einer divergenten Reihe mittelt
Ernie71



Anmeldungsdatum: 29.08.2008
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Beitrag Ernie71 Verfasst am: 02. Sep 2008 22:24    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
(z.B indem ein Lichtstrahl optisch geteilt wird)

Kommen da dann nicht zwei Strahlen raus?
Ich sehe auch nicht, wo bei meinem beschriebenen Vorgehen eine "herkömmliche" Kommunikation notwendig wäre, gemessen wird ja nur auf einer Seite...
Ich bin immer noch nicht überzeugt, wahrscheinlich weil ich es immer noch nicht verstanden habe... oder der Denkfehler woanders liegt, z.B indem ich die Verschränkung durch den Polarisationsfilter zerstöre.
mitschelll



Anmeldungsdatum: 06.12.2007
Beiträge: 362

Beitrag mitschelll Verfasst am: 03. Sep 2008 00:23    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
indem ich die Verschränkung durch den Polarisationsfilter zerstöre

Das passiert bei jeder Messung. Verschränkung kann nur solange aufrecht erhalten werden, bis die Teilchen mit der Umgebung wechselwirken. Das ist unter anderem das Problem bei Quantencomputern.

Jetzt speziell zu Deinem Aufbau. Das Problem lässt sich lösen, wenn man sich zwei Sachen klarmacht:
1. Was ist Information?
2. Was passiert bei einer Messung?

1. Die Lichtgeschwindigkeit ist nur eine Obergrenze für Information. Es sind schon Experimente gemacht worden, bei dem Licht sich schneller als mit Lichtgeschwindigkeit ausgebreitet hat. Daher scheint es eine natürliche Definition von Information zu geben. Ich denke mir das so, dass Information frei vom Zufall sein muss. Das heißt, wenn ich eine Nachricht verschicke, muss ich zu 100% wissen, was ich verschicke. Ansonsten ist das, was ich verschicke, keine Information sondern eher ein zufälliges Rauschen womit der Empfänger nichts anfangen kann.

Jetzt kann man sicher argumentieren, dass z.B. beim Radio auch immer ein Rauschen unter dem Signal steckt und man trotzdem Information versendet: den nächsten Stau z.B. Big Laugh
Hierbei muss man aber zwischen klassischer oder makroskopischer Information und der reinen Quanteninformation unterscheiden. Ähnlich wie bei makroskopischen Objekten und Quantenteilchen.

2. Bei einer Messung, wie Du Sie vorschlägst, schlägt die Quantenmechanik zu. Messe ich ein Photon, dass prinzipiell zwei Eigenschaften haben kann, so sagt die Quantenmechnik: Du kannst jede Eigenschaft nur mit 50% Wahrscheinlichkeit messen. Das heißt, ich weiß vorher nicht, was ich messe.

Jetzt die Frage: Wie will man Information versenden, wenn ich das, was ich sende, nur zu 50% beeinflussen kann?

Das waren meine Gedankengänge zu dem Thema. Ich will aber nocheinmal betonen, dass solche Versuche manchmal sehr subtil und schwer zu verstehen sind. Wer eine bessere Erklärung findet: Ich wäre sehr interessiert.

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dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 03. Sep 2008 00:49    Titel: Antworten mit Zitat

Ich stimme mitschells Erklärung zu, der Experimentator A bestimmt nicht, in welchem Zustand sein Teilchen sein soll, sondern er misst lediglich, in welchem Zustand sich sein Teilchen befindet. Wenn hierbei Information fließt, dann vom Teilchen zu seinem Experimentator und nicht umgekehrt.

Siehe auch meinen mittlerweile wieder hergestellten Beitrag von Mo Sep 01, 2008 9:07 pm in diesem Thread.


Zuletzt bearbeitet von dermarkus am 03. Sep 2008 02:39, insgesamt einmal bearbeitet
Ernie71



Anmeldungsdatum: 29.08.2008
Beiträge: 9

Beitrag Ernie71 Verfasst am: 03. Sep 2008 08:10    Titel: Antworten mit Zitat

Also ist die Polarisation auf Senderseite schon eine Messung, obwohl ich nicht für ein einzelnes Photon sagen kann, ob es durchkommt und wie es danach polarisiert ist?
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 03. Sep 2008 11:45    Titel: Antworten mit Zitat

Was auf Seite A passiert, ist in der Tat eine Messung, bei der man nicht vorher weiß und auch nicht von vorneherein festlegen kann, was dabei als Ergebnis rauskommt.

Deine Messvorrichtung mit einem Polarisationsfilter halte ich übrigens für relativ unpraktisch. Denn falls sich das Photon A in der Messung als senkrecht zur Durchlassrichtung des Polarisationsfilters polarisiert herausstellen sollte, dann merkt Experimentator A ja gar nichts davon, dass das Teilchen A überhaupt bei ihm angekommen ist. Eine bessere Messung wäre da zum Beispiel die mit einem Polarisationsstrahlteilerwürfel und zwei Photonendetektoren hinter den beiden Ausgängen desselben. Wird das Photon A dann mit vertikaler Polarisation gemessen, meldet das der eine Detektor, wird es mit horizontaler Polaisation gemessen, meldet das der andere der beiden Detektoren.

Ich würde die Seite A übrigens nicht als Senderseite bezeichnen, denn gesendet wird da ja nix. Die Seite A ist lediglich die Seite, auf der das Experiment früher durchgeführt wird, weil wir für unsere Überlegungen und Sprechweisen von t_A < t_B ausgehen.
mitschelll



Anmeldungsdatum: 06.12.2007
Beiträge: 362

Beitrag mitschelll Verfasst am: 04. Sep 2008 23:59    Titel: Antworten mit Zitat

Hier ist eine interessante Seite mit online-Experimenten zum Thema Verschränkung:
Was ist Verschränkung?

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Lemmiwinx
Gast





Beitrag Lemmiwinx Verfasst am: 02. Jun 2013 22:18    Titel: Antworten mit Zitat

Worauf ich noch keine Antwort gefunden habe ist was denn passieren würde, wenn man ein verschränktes Teilchen spaltet, so wie das im Teilchenbeschleuniger in Cern oft mit herkömmlichen unverschränkten Teilchen durchgeführt wird. Wird das mit dem gespaltenen Teilchen verschränkte Teilchen dadurch auch gespalten? Also quasi eine Doppel-Spaltung?

Auf diese Weise könnte man ja versuchen, Informationen auf folgende Art zu übertragen:

Man hat eine Reihe von Teilchen A, die jedes für sich an einem Ort o(A) an einer bestimmten Position abgeschirmt aufbewahrt werden und deren Zustand sich noch in Superposition zu einem anderen Teilchen befindet.

Diese verschränkten Teilchen B befinden sich an einem Ort o(B) und sind genauso in derselben Konstellation "aufgereiht", wie die Teilchen A, also an Position 1 von o(A) befindet sich das Teilchen A1, an Position 1 von o(B) befindet sich das Teilchen B1, das mit Teilchen A1 verschränkt ist etc.

Wenn man nun die Teilchen A als Sender und die Teilchen B als Empfänger bestimmt, so könnte man eine bestimmte Nachricht in binärer Form Bit für Bit übertragen, indem man die Reihe von Teilchen A von Position 1 beginnend durchläuft und den Zustand jedes Teilchens dabei misst.

Erhält dabei das gemessene Teilchen den Zustand, den man übermitteln will, springt man zum nächsten Teilchen. Erhält das Teilchen nicht den gewünschten Zustand, dann zerstört man dieses Teilchen durch Spaltung (Kollision mit einem anderen Teilchen) und springt wieder zum nächsten. Diese Schritte wiederholt man dann solange, bis man die richtige Nachricht "erwürfelt" hat.

Der Empfänger der Nachricht muss dann nur noch die Nachricht Teilchen für Teilchen abscannen und sich die Nachricht in lesbarer Form ausgeben lassen.

Kann das so funktionieren?
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 2786

Beitrag DrStupid Verfasst am: 02. Jun 2013 22:30    Titel: Antworten mit Zitat

Lemmiwinx hat Folgendes geschrieben:
Wird das mit dem gespaltenen Teilchen verschränkte Teilchen dadurch auch gespalten?


Die Spaltung eines Teilchens ist lediglich eine besonders rabiate Beobachtung. In keinem Fall gibt es irgend eine Wirkung auf das andere Teilchen.
D2



Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723

Beitrag D2 Verfasst am: 02. Jun 2013 22:54    Titel: Antworten mit Zitat

"Zwar können verschränkte Systeme auch über große räumliche Entfernung miteinander wechselwirken, dabei kann aber keine Information übertragen werden, so dass die Kausalität nicht verletzt ist. Dafür gibt es zwei Gründe:

Quantenmechanische Messungen sind probabilistisch, d. h. nicht streng kausal.
Das No-Cloning-Theorem verbietet die statistische Überprüfung verschränkter Quantenzustände.
Zwar ist Informationsübertragung durch Verschränkung allein nicht möglich, wohl aber mit mehreren verschränkten Zuständen zusammen mit einem klassischen Informationskanal (Quantenteleportation). Trotz des Namens können wegen des klassischen Informationskanals keine Informationen schneller als das Licht übertragen werden."

http://de.wikipedia.org/wiki/Quantenverschr%C3%A4nkung

Ich behauptete, dass alle diese Gründe umgegangen werden können, ohne dass man sie verletzt und dazu kein klassischen Informationskanal nötig sein muss, wenn man die Statistik zur Hilfe ziehen kann. Durch Verzicht auf Bestätigung der gemessener Information über klassischen Kanal, kann man mit wahrscheinlicher Änderung arbeiten und Informationen zur Verfügung haben, die schneller als Licht ausgelesen werden.
Die Information kann ähnlich wie es schon Google macht, vorbereitet werden und es werden nur die Links verschickt, so kann man Information "laden"
und schlagartig abrufen.
Das Auslesen einer Änderung, ohne dabei zu wissen, was genau die Messergebnisse zeigen ist nicht verboten, dies schlage ich vor ausnutzen.

http://www.physikerboard.de/htopic,28000,verschr%E4nkung.html

_________________
Lösungen gibt es immer, man muss nur darauf kommen.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 12619

Beitrag TomS Verfasst am: 02. Jun 2013 23:02    Titel: Antworten mit Zitat

Lemmiwinx hat Folgendes geschrieben:
Worauf ich noch keine Antwort gefunden habe ...

Kann das so funktionieren?

Ich formuliere das mal um, um zu sehen, ob ich das richtig verstanden habe. Zunächst möchte ich die Versuchsanordnung beschreiben, die Vorgehensweise bei der Durchführung des Experiments erfolgt später.

1) Wir betrachten ein verschränktes Teilchenpaar ab aus zwei Teilchen a und b an zwei Orten O(a) und O(b).

Der Zustand der Teilchen wird durch zwei Variablen s_a und s_b beschrieben; diese können jeweils die Werte + und - annehmen, wobei beide Teilchen a und b den jeweils entgegengesetzten Zustand haben:



D.h. es liegen zunächst folgende zwei möglichen Zustände vor:



Nun seien die Teilchen ununterscheidbar und damit notwendigerweise verschränkt. Für Bosonen / Fermionen liegt also für jedes einzelne Teilchenpaar ein symmetrischer / antisymmetrischer Zustand vor:



(es sollte im Folgenden irrelevant sein, ob wir Bosonen oder Fermionen betrachten)

Jedes einzelne Teilchenpaar hat also genau diesen Zustand.

2) Dein Experiment besteht aus einer Anordnung derartiger Teilchen bei O(a) und O(b). Klassisch könnten wir also z.B. zwei Vektoren aufschreiben, z.B.




Quantenmechanisch können wir aber aufgrund der Verschränkung die Zustände + und - nicht mehr den einzelnen Teilchen a und b und damit auch nicht mehr den Orten O(a) und O(b) separat zuordnen. Stattdessen haben wir einen einzigen Vektor, in dem die Zustände der Teilchen kodiert sind:



Entspricht das soweit deiner Idee?

_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
Lemmiwinx
Gast





Beitrag Lemmiwinx Verfasst am: 03. Jun 2013 18:23    Titel: Antworten mit Zitat

Das ist richtig. So habe ich mir den Aufbau vorgestellt.
Lemmiwinx
Gast





Beitrag Lemmiwinx Verfasst am: 03. Jun 2013 18:36    Titel: Antworten mit Zitat

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Die Spaltung eines Teilchens ist lediglich eine besonders rabiate Beobachtung. In keinem Fall gibt es irgend eine Wirkung auf das andere Teilchen.


Aber wird der Zustand des Teilchens durch seine Spaltung nicht aufgehoben? Und dadurch der Zustand des gesamten verschränkten Systems?
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 2786

Beitrag DrStupid Verfasst am: 03. Jun 2013 18:52    Titel: Antworten mit Zitat

Lemmiwinx hat Folgendes geschrieben:
Aber wird der Zustand des Teilchens durch seine Spaltung nicht aufgehoben? Und dadurch der Zustand des gesamten verschränkten Systems?


Die Verschränkung wird mit der Spaltung aufgehoben. Aber das war es dann auch schon. Das andere Teilchen weiß davon nichts.
Lemmiwinx
Gast





Beitrag Lemmiwinx Verfasst am: 03. Jun 2013 20:59    Titel: Antworten mit Zitat

Ok. Also bei jeder Interaktion mit einem der verschränkten Teilchen wird die Verschränkung sofort aufgehoben, richtig?[/u]
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 12619

Beitrag TomS Verfasst am: 03. Jun 2013 22:31    Titel: Antworten mit Zitat

Lemmiwinx hat Folgendes geschrieben:
Das ist richtig. So habe ich mir den Aufbau vorgestellt.

Gut, damit kommen wir zur Vorgehensweise = der Durchführung des Experiments.

Wir betrachten den Vektor der Zustände



Zwei Messungen bei O(a) und O(b) könnten dann z.B. die folgenden Ergebnisse liefern:




In einem einzelnen Vektor ist dabei jedoch keine Information enthalten, da die Ergebnisse rein zufällig sind. Eine Information kann den Vektoren nur aufgeprägt werden, wenn zum einen der Vektor bei O(a) geändert wird, und wenn zum anderen diese Änderung nach O(b) übertragen und dort mit dem anderen Vektor verglichen wird. Aber diese Änderung, Übertragung und der Vergleich entsprechen einer klassischen Kommunikation - mit allen Einschränkungen.

D.h. Ich verstehe nicht, was du konkret mit dem Zustandsvektor



bei O(a) tun willst, um Informationen nach O(b) zu übertragen.

Lemmiwinx hat Folgendes geschrieben:
Wenn man nun die Teilchen A als Sender und die Teilchen B als Empfänger bestimmt, so könnte man eine bestimmte Nachricht in binärer Form Bit für Bit übertragen, indem man die Reihe von Teilchen A von Position 1 beginnend durchläuft und den Zustand jedes Teilchens dabei misst.

Erhält dabei das gemessene Teilchen den Zustand, den man übermitteln will, springt man zum nächsten Teilchen. Erhält das Teilchen nicht den gewünschten Zustand, dann zerstört man ... und springt wieder zum nächsten (*)

Was soll dabei aus Sicht des Beobachters bei O(b) mit dem Vektor bzw. den Zuständen passieren?

Lemmiwinx hat Folgendes geschrieben:
Der Empfänger der Nachricht muss dann nur noch die Nachricht Teilchen für Teilchen abscannen und sich die Nachricht in lesbarer Form ausgeben lassen.

In welcher Form sollen die Messegebnisse bei O(b) folgende zwei Fälle
- der o.g. Prozess (*) wird durchlaufen
- der Prozess wird nicht durchlaufen
unterscheiden?

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Lemmiwinx
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Beitrag Lemmiwinx Verfasst am: 04. Jun 2013 11:41    Titel: Antworten mit Zitat

Du hast einen zentralen Bestandteil meines Gedankenexperiments überlesen: die Spaltung eines Teilchens.

Die Idee war nun, durch Spaltung ein Teilchen zu zerstören. Meine Frage wäre nun, was mit dem verschränkten Teilchen in diesem speziellen Fall passiert: bleibt dieses unverändert oder wird es auch zerstört? Im letzten Fall erhalten wir dadurch ja einen dritten, leeren Zustand neben 0 und 1, welchen man zur Manipulation des Vektors nutzen könnte.

Im Vektor steckt ja eine zufällige Information, die man nur nicht kennt, da sie eben zufällig ist. Aber in einem Vektor, der lang genug ist, ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass eine bestimmte Information enthalten ist, sofern ich einzelne Teilchen im Vektor "zerstören" kann. Jetzt ist eben die Frage, ob sich Teilchen so verhalten, oder ob durch Zerstörung eines verschränkten Teilchens lediglich die Verschränkung aufgehoben wird, so wie das hier bereits erwähnt wurde.
TomS
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Beitrag TomS Verfasst am: 04. Jun 2013 11:57    Titel: Antworten mit Zitat

Das habe ich nicht überlesen, sondern für spät aufgeschoben.

Wenn du ein Teilchen explizit spaltest, z.B. durch Kollision mit einem anderen Teilchen, dann trifft die o.g. Beschreibung des Zustandes nicht mehr zu. Nehmen wir an, wir haben eine Reaktion der Form



wobei A der Träger der +- Information in unserem ursprünglichen Vektor ist.

D.h. eigtl. haben wir zwei Reaktionen



Der hochgestellte Index bezeichnet die eigtl. Information, der tiefgestellte Index bedeutet, dass auch nach der Spaltung die Information noch irgendwie vorhanden ist.

Der verschränkte Quantenzustand vor der Spaltung lautet dann nicht mehr einfach



sondern



Hier faktorisiert der Zustand in einen A- und einen B-Anteil.

Nach der Spaltung liegt ein Zustand der Form



vor. Das Teilchen A bei O(b) weiß nichts von der Spaltung des Teilchens bei O(a). Insbs. wird es nichts ebenfalls gespalten, diese Information müsste separat übertragen werden. Die Verschränkung wird durch die Spaltung nicht aufgehoben. Die Verschränkung umfasst nach der Spaltung die Teilchen C und D bei O(a) sowie A bei O(b).

Hinweis für Experten: ich bin bei der Notation etwas unsauber, da ich nur die Verschränkung zwischen den Orten O(a) und O(b) explizit aufschreibe. Prinzipiell sind aber auch die Teilchen C und D verschränkt; dies unterdrücke ich in der Notation, da dies sonst zu recht komplizierten Termen führen würde.

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Zuletzt bearbeitet von TomS am 04. Jun 2013 12:20, insgesamt 4-mal bearbeitet
Lemmiwinx
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Beitrag Lemmiwinx Verfasst am: 04. Jun 2013 12:04    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
In einem einzelnen Vektor ist dabei jedoch keine Information enthalten, da die Ergebnisse rein zufällig sind. Eine Information kann den Vektoren nur aufgeprägt werden, wenn zum einen der Vektor bei O(a) geändert wird, und wenn zum anderen diese Änderung nach O(b) übertragen und dort mit dem anderen Vektor verglichen wird. Aber diese Änderung, Übertragung und der Vergleich entsprechen einer klassischen Kommunikation - mit allen Einschränkungen.


Ein Vergleich findet im Experiment ja gar nicht statt. Verstehe ich dich richtig, dass du durch deine Aussage, dass wenn ein Vektor geändert wird, die Information auf herkömmliche Weise übertragen werden muss, damit implizit sagst, dass sich der andere Vektor nicht verändert? Damit hättest du meine Frage beantwortet.
TomS
Moderator


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Beitrag TomS Verfasst am: 04. Jun 2013 12:16    Titel: Antworten mit Zitat

Habe den Post ergänzt; beantwortet das deine Frage?
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Lemmiwinx
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Beitrag Lemmiwinx Verfasst am: 04. Jun 2013 12:20    Titel: Antworten mit Zitat

Ok, ich verstehe. D.h. der Zustand des Teilchens ist noch in C und D enthalten und kann durch Spaltung nicht zerstört werden.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 12619

Beitrag TomS Verfasst am: 04. Jun 2013 12:21    Titel: Antworten mit Zitat

Genau
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DrStupid



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Beitrag DrStupid Verfasst am: 04. Jun 2013 12:51    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Die Verschränkung wird durch die Spaltung nicht aufgehoben. Die Verschränkung umfasst nach der Spaltung die Teilchen C und D bei O(a) sowie A bei O(b).


Ist das praktisch relevant? Ich hätte erwartet, dass eine deratige Wechselwirkung zumindest zur Dekohärenz führt. Dann ist die Verschränkung doch nur noch Theorie. Praktisch könte man sie - wenn überhaupt - nur durch Messung der Zustände des Gesamtsystems nachweisen, was hier aber nicht vorgesehen ist.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 12619

Beitrag TomS Verfasst am: 04. Jun 2013 13:21    Titel: Antworten mit Zitat

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Die Verschränkung wird durch die Spaltung nicht aufgehoben. Die Verschränkung umfasst nach der Spaltung die Teilchen C und D bei O(a) sowie A bei O(b).


Ist das praktisch relevant? Ich hätte erwartet, dass eine deratige Wechselwirkung zumindest zur Dekohärenz führt. Dann ist die Verschränkung doch nur noch Theorie. Praktisch könte man sie - wenn überhaupt - nur durch Messung der Zustände des Gesamtsystems nachweisen, was hier aber nicht vorgesehen ist.

Dekohärenz ist nur relevant, wenn zumindest ein Teil des Systems als statistisches Gemisch betrachtet werden muss, d.h. wenn z.B. das bzw. die Teilchen B ein gemischter Zustand thermischer Photonen wäre(n).

In unserem Fall soll doch aber ein einzelnes Teilchen gezielt gespalten werden, und dadurch bleibt die Verschränkung erhalten. Insbs. kennen wir die Quantenzustände der beteiligten Teilchen A und B bei O(a) exakt. In der Praxis dürfte die Spaltung nie zu 100% sicher erfolgen, d.h. man hat sogar noch eine Superposition von AB und CD bei O(a); diese verschwindet, wenn B entweder detektiert oder nicht detektiert wird. Die Verschränkung zwischen O(a) und O(b) bleibt dabei erhalten.

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