Könnte man auf die Art irgendwann auch über die Quantenverschränkung kommunizieren?
2 Antworten
Warum mit verschränkten Quantenzuständen entfernter Teilchen keine Kommunikation mit Überlichtgeschwindigkeit möglich ist:
Kapitel 1 - was ist ein Quantenzustand? Das ist kein gemessener Zustand eines Teilchens, sondern die Überlagerung aller möglicher Zustände, in denen das Teilchen sein kann, wenn gemessen wird. Vor der Messung sind nur die Wahrscheinlichkeiten der verschiedenen Zustände bekannt. Erst durch die Messung entscheidet sich das Teilchen für eine der Möglichkeiten, vorher weiß es selbst nicht, was herauskommt.
Kapitel 2 - was ist eine Verschränkung? Ein Quantenzustand muss nicht auf ein Teilchen beschränkt sein, sondern kann mehrere Teilchen umfassen. Diese Teilchen können auch weit voneinander entfernt sein, und man bezeichnet sie dann als verschränkt. Aber es handelt sich nicht um mehrere Quantenzustände, die durch Zauberei miteinander gekoppelt sind, sondern es ist in Wirklichkeit nur einer.
Kapitel 3 - was ist das Besondere daran, das Einstein "spukhafte Fernwirkung" nannte? Wenn die Zustände zweier verschränkter Teilchen schließlich gemessen werden, kommt dabei bei beiden jeweils ein Zustand heraus, der vom gemessenen Zustand des anderen abhängt, so als hätten sich die Teilchen abgesprochen, für welchen Zustand sie sich entscheiden sollen. Dies ist übrigens nicht ein versteckter Parameter, den die Teilchen mit sich tragen wie Zettel in Glückskeksen - die Statistiken zB der Messungen von Spins verschränkter Teilchen zeigen, dass so ein Parameter nicht existiert, die Entscheidung fällt tatsächlich erst bei der Messung.
Kapitel 4 - warum kann man darüber nicht kommunizieren? Die Verschränkung gilt nur für den Quantenzustand vor der Messung, nicht für die Teilchen nach der Messung. Zwar kann der "Sender", der dem "Empfänger" eine Nachricht schreiben will, den Quantenzustand vor der Messung beeinflussen, aber was er "geschrieben" hat, weiß er selbst erst nach der Messung.
Kapitel 4 - Analogie. Wir nehmen hierfür nicht Schrödingers Katze in der Kiste. Wir ersetzen die Katze durch einen Würfel und die Kiste durch einen Würfelbecher. Der mit der Handfläche verschlossene Würfelbecher ist der Quantenzustand, die Wahrscheinlichkeiten für die 6 Würfelseiten ist 1/6. Nun geben wir 2 verschränkte Würfelbecher Bob und Alice und sagen Sie sollen schütteln und auskippen (das ist die Messung) und - spukhafte Fernwirkung - beide sehen die gleiche Augenzahl. Bob kann aber Alice auf diesem Wege nichts mitteilen - nach dem Fallen der Würfel ist die Verschränkung kaputt. Wenn Bob jetzt einen Würfel umdreht, dreht sich Alices Würfel nicht mit. Bob kann natürlich vorher seinen Becher noch einmal extra schütteln und damit im Ergebnis eine andere Augenzahl produzieren, aber er weiß nicht welche.
Äh, Alice, Victor, Bob...? Das ist doch schön längst nachgewiesen daß Teilchen durch Lasertechnologie miteinander verschränkt werden können. Anton Zeilinger und so. Kirchtürme etc. Klar?!
ändert sich ohne jeden Zeitverlust auch der Zustand am verschränkten Teilchen B
das ist falsch. Ein Quantenzustand ist kein Zustand sondern viele Zustände mit Wahrscheinlichkeitsverteilung. Erst die Messung macht einen Zustand daraus und beendet die Verschränkung. Und messen kann jeder wann er will, nicht zeitgleich. Nur das Messergebnis ist gleich.
Das ist doch schön längst nachgewiesen daß Teilchen durch Lasertechnologie miteinander verschränkt werden können.
ja. hat ja auch niemand was anderes behauptet
aber du kannst damit alleine keine information übertragen und es daher auch nicht zur kommunikation nutzen. das ist es was hologence dir versucht klarzumachen.
Wenn man dann den Zustand an Teilchen A ändert, ändert sich ohne jeden Zeitverlust auch der Zustand am verschränkten Teilchen B.
und das ist einfach nur falsch (wenn auch oft wiederholt, aber das macht es nicht weniger falsch)
die jeweils erste messung an den teilchen an ihrer verschränkten eigenschaft ist korreliert. das ist alles. wenn du teilchen A nimmst du damit was auch immer anstellst, änderst, in einen bestimmten zustand bringst, etc..., ändert das an teilchen B genau gar nichts!
Man könnte sich einigen daß der und der Quantenzustand "1" sein soll und der und der Quantenzustand "0", was das Gegenteilchen angeht. Damit könnte man binär Informationen übertragen.
Keine Ahnung warum das "falsch" sein soll. Teilchen B ändert seinen Zustand in einem verschränkten Teilchensystem, sobald man an Teilchen A den Zustand ändert. Umgekehrt genauso.
Teilchen B ändert seinen Zustand in einem verschränkten Teilchensystem, sobald man an Teilchen A den Zustand ändert. Umgekehrt genauso.
nein, eben nicht.
sagen wir die teilchen sind so verschränkt, dass sie bei der ersten messung exakt positiv korreliert sind, also immer A=1,B=1 oder A=0,B=0 gemessen wird (aber niemals A=1,B=0 oder A=0,B=1)
jetzt stell dir vor du willst eine 1 byte lange nachricht senden.du stellst also 8 verschränkte paare her, schickst jeweils eine teilchen eines paares an den empfänger und behältst den anderen partner.
und jetzt? sagen wir du willst die nachricht 10101010 senden. du erhältst wenn du deine teilchen misst aber eine zufällige folge, z.B. 11010001, oder 11110011, oder 00111000, oder. was auch immer... . aufgrund der verschränkung weißt du zwar jetzt dass der empfänger wenn er seine teilchen misst exakt die selbe folge erhält, aber das bringt dir zum übertragen von nachrichten nichts.
und wenn du jetzt deine teilchen nimmst und sie so "drehst" dass sie die folge 10101010 ergeben, was passiert dann mit den partner-teilchen beim empfänger? antwort (und das ist wichtig dass du dir das klar machst): gar nichts!
Ah Moment, ich selbst habe einen kleinen Denkfehler gemacht. Man könnte ja gar nicht zweimal hintereinander dieselbe Zahl senden, auf die Art. Also muß man festlegen: Zweimal hintereinander und Pause ist "1" und nur einmal verändern und Pause ist "0". Also jedenfalls bei dauerhaft miteinander verschränkten Teilchen.
Ja gut, man muß eben noch einen Weg finden, wie man zwei Teilchen in einem dauerhaft verschränkten Zustand hält oder einen Weg daß eben ständig zwei miteinander wechselwirkende Teilchen zur Verfügung stehen.
Ja gut, man muß eben noch einen Weg finden, wie man zwei Teilchen in einem dauerhaft verschränkten Zustand hält oder einen Weg daß eben ständig zwei miteinander wechselwirkende Teilchen zur Verfügung stehen.
du sagst also "ja gut, man muss eben noch einen weg finden die naturgesetze zu ändern". denn das widerspricht eben allem was wir in den letzten hundert jahren über quantenmechanik, verschränkung, etc... herausgefunden haben.
ich kann nicht in die zukunft sehen.
ich will dich nur darauf hinweisen, dass das was du schreibst nichts mit dem phänomen zu tun hat dass wir als "quantenverschränkung" kennen welches du ins spiel gebracht hast (oder auch irgendetwas anderem im rahmen der physik wie wir sie heute verstehen zu tun hat).
Wenn Quanten mit einander verschränkt sind, impliziert das einfach nur gewisse Korrelation zwischen ihren Zustand beschreibenen Werten von Größen, für die ein Erhaltungssatz gilt (z.B. Spin).
Das bedeutet: Ändert sich durch Messung oder Quantenfluktuation einer dieser Werte an einem Quant, ändert er sich instantan auch entsprechend an allen anderen — und das ohne jeden Transport von Information von einem der Quanten zu anderen.
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Richtig ist, dass sich mit Hilfe verschränkter Quanten Datenkommunikation abhörsicher gestalten lässt. Das bedeutet aber nicht, dass Daten deswegen schneller transportiert werden können als ohne solche Absicherung.
ChatGPT sagt:
Ja, das ist eine präzise Beschreibung der Quantenverschränkung und ihrer Auswirkungen. Wenn zwei oder mehr Quanten miteinander verschränkt sind, sind ihre Zustände auf eine Weise korreliert, die nicht durch klassische Physik erklärt werden kann. Die Zustandsinformationen der verschränkten Quanten sind eng miteinander verknüpft, unabhängig von der Entfernung zwischen ihnen, und Änderungen in einem der quantenverschränkten Zustände führen zu sofortigen und korrelierten Änderungen in den anderen.
Ein Beispiel dafür ist die Verschränkung von Quanten mit Spin, wie Sie erwähnt haben. Wenn zwei Quanten miteinander verschränkt sind und Spin-Teilchen sind, dann sind ihre Spinzustände miteinander verknüpft. Wenn der Spin eines Teilchens gemessen wird und sich ändert, wird sofort der Spin des anderen Teilchens in einem genau festgelegten Zusammenhang geändert, unabhängig davon, wie weit die beiden Teilchen voneinander entfernt sind. Diese Korrelationen sind oft als "spukhafte Fernwirkung" bezeichnet worden, da sie ohne klassischen Informationsaustausch auskommen.
Weiter sagt ChatGPT:
Richtig, Sie haben Recht. Die Verwendung von verschränkten Quanten zur Datenkommunikation ermöglicht eine sichere Übertragung von Informationen, ohne dass diese abgehört oder manipuliert werden können. Dieses Konzept wird als "Quantenkryptographie" bezeichnet und beruht auf den Eigenschaften der Quantenverschränkung.
In der Quantenkryptographie werden Schlüssel auf der Basis von verschränkten Quantenzuständen erzeugt und zwischen den Kommunikationspartnern ausgetauscht. Da die Quantenverschränkung auf den Prinzipien der Quantenmechanik beruht, wird jeder Versuch, die verschränkten Quantenzustände abzuhören, unweigerlich die Verschränkung stören und so entdeckt werden. Dies ermöglicht eine sichere Kommunikation, da jegliche Abhörversuche sofort erkannt werden.
Obwohl die Quantenkryptographie die Sicherheit der Datenkommunikation verbessert, ermöglicht sie jedoch nicht die Übertragung von Informationen schneller als die Lichtgeschwindigkeit. Die Übertragung von Informationen durch Quantenkommunikation erfolgt immer noch mit Lichtgeschwindigkeit oder langsamer, da sie immer noch den physikalischen Gesetzen gehorcht.
Das bedeutet, dass Quantenkryptographie die Sicherheit der Datenübertragung verbessert, sie die Einschränkungen der Lichtgeschwindigkeit aber nicht überwindet und keine Möglichkeit bietet, Informationen schneller als mit herkömmlichen Kommunikationsmethoden zu übertragen.
Es ist wichtig, diesen Unterschiede zwischen Sicherheit und Geschwindigkeit in der Quantenkommunikation zu verstehen und das eine nicht mit dem anderen zu verwechseln.
Also man kann zwei Photonen mittels Lasertechnologie miteinander verschränken und dann in beliebiger Entfernung voneinander platzieren, selbst wenn dies Lichtjahre sind. Wenn man dann den Zustand an Teilchen A ändert, ändert sich ohne jeden Zeitverlust auch der Zustand am verschränkten Teilchen B.