Quantenverschränkung: Kleine Frage ...

[BoMbY]

Also ich bin eigentlich ein absoluter Laie auf dem Gebiet, aber soweit ich herausgefunden habe, sollte es möglich sein Photonen, Elektronen, Atome oder sogar ganze Moleküle miteinander quantenmechanisch zu verschränken.

Weiterhin ist - soweit mir bekannt - die elektrische Polung eines magnetischen Atoms vom Spin des Kerns und der Elektronen abhängig - was ja Quantenzustände sind.

Meine Frage: Wäre es theoretisch möglich Atome so miteinander zu verschränken, dass die magnetische Polung per "spukhafter Fernwirkung" von einem auf das andere verschränkte Atom übertragen werden kann?

 

[Bahlermann]

Ist das nicht genau die Teleportation der Atome
http://www.innovations-report.de/html/berichte/physik_astronomie/bericht-30252.html

 

[BoMbY]

Naja, eigentlich ist die Frage auch eine andere. Gehen wir mal davon aus, man kann Eisenatome bezüglich ihres magnetischen Zustandes verschränken. Und gehen wir weiterhin davon aus, wir können eine ganze Menge davon herstellen, und damit zwei Eisenstäbe formen, welche miteinander verschränkt sind. Wenn wir jetzt einen isolierten Draht um einen der beiden Stäbe wickeln, und Strom anlegen, wird dieser Stab magnetisch. Was passiert mit dem anderen Stab, welcher sich zu diesem Zeitpunkt am anderen Ende der Welt befindet: Wird er magnetisiert, oder nicht?

 

[Bahlermann]

So wie ich es verstanden habe wird bei der Teleportation die Verschränkung aufgelöst

 

[BoMbY]

Also, das die Verschränkung selbst sich auflöst, höre ich heute zum ersten Mal?

 

[CouGar_01]

Also erstmal die Antwort zur Frage: Nein das ist nicht möglich und der mathematische Beweis dafür ist das No-communication theorem, was auf einfache Art und Weise, ohne Anspruch auf Vollständigkeit hier: http://lesswrong.com/lw/q2/spooky_action_at_a_distance_the_nocommunication/ erläutert ist.

Meine extrem vereinfachte Interpretation dieser vereinfachten Zusammenfassung () wäre die: Quantendekohärenz: der verschränkte, irgendwie über Superpositionen mit gewissen Eigenschaften behaftete Zustand löst sich durch die Wechselwirkung erstmal in definierte, räumlich getrennt Zustände auf und dann präperierst du den Zustand von A derart, dass wenn man die beiden Zustände A und B wieder in den Zustandraum H1xH2 packt die Eigenschaften einer Verschränkung gar nicht mehr gegeben sind.

 

[Berniyh]

Meine Frage: Wäre es theoretisch möglich Atome so miteinander zu verschränken, dass die magnetische Polung per "spukhafter Fernwirkung" von einem auf das andere verschränkte Atom übertragen werden kann?

Solche Fragestellungen gibt es tatsächlich und es werden dazu auch schon Experimente gemacht. Problem ist nur, dass es gar nicht so einfach nachzuweisen ist ob und (falls), dass so eine Fernwirkung schneller als per Lichtgeschwindigkeit übertragen wird.

Dazu kommt, dass es auch ein bisschen eine Problematik der Fragestellung ist. Es ist zwar schon ein paar Jährchen her, dass ich mich damit beschäftigt habe, aber soweit ich mich erinnern kann (und soweit es in meinem Kopf Sinn mach, was bei Physikern ja nicht immer der Fall sein muss. ) ist ja das Problem dass eine Messung bei einem der Teilchen ein Ergebnis bei einem anderen Teilchen vorhersagt.
Da stellt sich aber die Frage, inwieweit die Messung selbst das Ergebnis beeinflusst und wann diese Beeinflussung stattfand (i.e. schon bei der Verschränkung?).

Im Endeffekt sind das aber ohnehin eher fundamentalphysikalische Fragen, mit Teleportation oder Beamen hat das wenig am Hut, da ja die Teilchen immer noch mit < Lichtgeschwindigkeit irgendwo gemeinsam starten müssen. Gewinnt man also nicht gerade viel.

 

[CouGar_01]

Klar bleibt aber, dass über das No-communication theorem das vom Threadersteller beschriebene Szenario ausgeschlossen wird. Dazu brauchts auch keine Experimente mehr.

Ich kann nur so viel dazu sagen: macht euch nichts daraus, wenn ihr das nicht versteht. Ich kann euch sagen das es da nicht mal reicht Physiker zu sein, selbst von den theoretischen Physikern versteht das wahrscheinlich nur so ein kleiner Kreis richtig, der Rest rechnet es nur formal mathematisch durch.

 

[BoMbY]

dass so eine Fernwirkung schneller als per Lichtgeschwindigkeit übertragen wird.

Bei Quantenverschränkung wird definitiv nichts schneller als das Licht übertragen, auch wenn das von Außen so erscheinen kann. Es kommt zwar quasi sofort an, aber nicht bevor es "gesendet" wurde. Als SciFi-Fan kann man sich das am einfachsten als eine Verbindung der beiden Seiten durch ein Wurmloch vorstellen (auch wenn es das nicht ist).
.
EDIT :
.

Klar bleibt aber, dass über das No-communication theorem das vom Threadersteller beschriebene Szenario ausgeschlossen wird. Dazu brauchts auch keine Experimente mehr.

Ich kann nur so viel dazu sagen: macht euch nichts daraus, wenn ihr das nicht versteht. Ich kann euch sagen das es da nicht mal reicht Physiker zu sein, selbst von den theoretischen Physikern versteht das wahrscheinlich nur so ein kleiner Kreis richtig, der Rest rechnet es nur formal mathematisch durch.

Naja, wenn alles was mal eine Theorie war für immer so bestand gehabt hätte, dann würden wir heute noch mit Kutschen fahren.

Interessant zum Thema ist vielleicht auch sowas:

Durchbruch in der Quantenkommunikation

Physiker am MPQ realisieren mit Schnittstellen zwischen einzelnen Atomen und Photonen ein erstes elementares Quantennetzwerk

 

[CouGar_01]

Einmal bewiesene Theorien werden nicht ungültig, mit neuen Erkenntnissen kennt man den Bereich in dem sie gültig sind nur genauer. Zum Beispiel ist die klassische Mechanik natürlich noch vollständig gültig, allerdings wissen wir eben das dies nur für v << c (nicht-relativistisch) gilt und wenn die Abmessungen des Systems nicht im Bereich der De-Broglie-Wellenlänge sind (nicht-quantenmechanisch).

Aus der Perspektive betrachtete müsste man um das No-Communication theorem zu umgehen in einen Bereich übergehen, in dem der mathematische Formalismus der Quantenmechanik keine Gültigkeit besitzt und dieser wird sicher nicht auf der Ebene von Atomen/Elektronen/Photonen zu suchen sein (denn für genau diesen Bereich wurde sie ja "entworfen").

 

[BoMbY]

Naja, das Problem, was ich hier sehe ist, dass das "no communication theorem" keine eigenständige Theorie ist welche bewiesen wurde, sondern es wurde nur bewiesen, dass es innerhalb der aktuellen Quantentheorie gültig ist, welche aber selbst nicht abschließend bewiesen wurde.

Was mir auf jeden Fall einiges an Klarheit gebracht hat, ist folgender Beitrag: Spooky Action at a Distance: The No-Communication Theorem

Edit: Und um meine ursprüngliche Frage zu beantworten: Nach allem was man bisher weiß, würde das Festlegen des Spins auf der einen Seite, wohl die Superposition (die Verschränkung) aufheben - folglich würde auf der anderen Seite wohl nichts passieren.

 

[CouGar_01]

Das ist ja aber genau das Ding was ich sagen wollte. Du kannst ja die Quantenmechanik nicht irgendwie abschließend beweisen, genau wie z.B. die klassische Mechanik nicht. Eine physikalische Theorie ist dann "gültig", wenn sie die Phänomene innerhalb ihres Geltungsbereiches korrekt beschreibt, man muss eben nur die Grenzen des Geltungsbereiches finden.

Wenn bisher alle Experimente zeigen, dass die Quantenmechanik im Bereich von Atomen, Elektronen und Photonen Gültigkeit hat kann man mit gutem Gewissen davon ausgehen, dass in dieser Größenordnung keine Phänomene mehr auftreten, die dem No-communication oder dem No-cloning theorem widersprechen. Die Quantenkommunikation aus dem von dir verlinkten Artikel tut dies ja auch nicht.

Neue Möglichkeiten ergeben sich hier evtl. erst wieder, wenn uns kleinere Größenskalen zugänglich werden, vielleicht kann man mal irgendwas durch die 30. Dimension irgendeiner Strongtheorie teleportieren

 

[Berniyh]

Bei Quantenverschränkung wird definitiv nichts schneller als das Licht übertragen, auch wenn das von Außen so erscheinen kann.

Das habe ich auch nicht behauptet. Es ging ja nur darum, dass eine "Informationsübertragung", die schneller als das Licht übertragen wird, gar nicht so einfach nachgewiesen werden kann.

 

[BoMbY]

Naja:

Beam me up: scientists say human teleportation is ‘possible’

Dutch physicists report they were able to reliably teleport information between two quantum bits

Vielleicht sollten die erstmal damit anfangen das für latenzfreie transatlantische Kommunikation zu implementieren ...

 

[BoMbY]

Hier das Science-Paper dazu:

Unconditional quantum teleportation between distant solid-state quantum bits

Realizing robust quantum information transfer between long-lived qubit registers is a key challenge for quantum information science and technology. Here, we demonstrate unconditional teleportation of arbitrary quantum states between diamond spin qubits separated by 3 m. We prepare the teleporter through photon-mediated heralded entanglement between two distant electron spins and subsequently encode the source qubit in a single nuclear spin. By realizing a fully deterministic Bell-state measurement combined with real-time feed-forward quantum teleportation is achieved upon each attempt with an average state fidelity exceeding the classical limit. These results establish diamond spin qubits as a prime candidate for the realization of quantum networks for quantum communication and network-based quantum computing.

Und auch interessant, von phys.org:

Held as they were, the researchers were able to cause a spin state to exist and then to read it at both locations, which meant that information had been conveyed.

 

[CouGar_01]

Ich merk gerade, dass ich deine Frage damals ein bisschen falsch gelesen hab und gleich reingedichtet hab, dass kein klassischer Kommunikationskanal genutzt werden soll, aber das hast du ja eigentlich nicht geschrieben.

 

[BoMbY]

Um noch mal ein bisschen Leichengräber zu spielen:

Ich hab über dieses Thema in der Zwischenzeit immer wieder nachgedacht, und musste überrascht feststellen, dass jemand in die gleiche Richtung gedacht hat wie ich:

A new ‘Einstein’ equation suggests wormholes hold key to quantum gravity

ER=EPR summarizes new clues to understanding entanglement and spacetime

[...]
Even more remarkable, he suggests, is the possibility that two entangled subatomic particles alone are themselves somehow connected by a sort of quantum wormhole.

Die Grundfrage ist ja, wie funktioniert die Verschränkung überhaupt genau, und das hier hört sich für mich erstmal nach einer guten Idee an.

Grundsätzlich: Die Gewinnung von Informationen aus einem Quantencomputer stellt doch auch eine Quanten-Kommunikation dar, oder?

 

[tom1tom]

Bei manchen to much TBBT

" Spukhafte Fernwirkung " HALLO ja im Schädel

Möchten die ganzen Shelly`s nicht lieber in ein Wissenschaftsforum wandern wo sie besser aufgehoben sind.

Hier versteht evtl. nur 0,1 % Um was es geht !

lg

 

[Olle Kalesche]

Vor Jahren las ich ein Taschenbuch : "Quantenmechanik für die Westentasche (Lesch)", um zu versuchen zu verstehen,
wie das mit den Quanten so funktioniert.
Ich möchte nicht behaupten, daß ich alles verstanden hätte, aber ich habe viel dazugelernt.

Daß es eine Quantenverschränkung gibt hört/sieht man immmer mal wieder im Fersehen
(oder auch in den Dokukanälen des TV z.B. zu Quantencomputern).
Warum sollte man nicht ein bisschen mehr versuchen von dem Thema zu verstehen.

"Gestern" musste ich lernen, was Bits und Bytes sind, "übermorgen" gibt es Quantencomputer.
Es kann nicht schaden heute etwas über Quanten zu lernen.

Wer das Thema nicht versteht oder sich damit nicht beschäftigen will, muß ja nicht hier hereinklicken.

 

[BoMbY]

Das ist auf jeden Fall mal eine interessante Theorie:

Astronomy: Could quantum mechanics explain the existence of space-time?

That sounds like entangled particles must be able to communicate faster than light. Otherwise it’s impossible to imagine how one of them could know what was happening to the other across a vast space-time expanse. But they actually don’t send any message at all. So how do entangled particles transcend the space-time gulf separating them? Perhaps the answer is they don’t have to — because entanglement doesn’t happen in space-time. Entanglement creates space-time.