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Die Quanten-Teleportation
 
Einleitung

Die Teleportation in der klassischen Physik

Das Beamen

EPR-Paare

Bell-Messungen

Theorie

Experimente


EPR-Paare


Nachdem die Quantenmechanik der Teleportation einen Riegel vorzuschieben scheint, ist es um so überraschender, dass 1993 theoretisch gezeigt werden konnte, dass die Teleportation von Quantenobjekten unter gewissen Bedingungen dennoch möglich ist [1]. Und schon 1997 hatten zwei Forschergruppen die Teleportation einzelner Photonen auch experimentell verwirklicht [2,3]. Gerade eine der sonderbarsten Eigenschaften der Quantenmechanik ermöglicht das "Beamen": die nichtlokalen Einstein-Podolsky-Rosen (EPR)-Korrelationen zwischen zwei entfernten Objekten. Bevor wir uns dem Mechanismus der Quanten-Teleportation zuwenden können, muss daher zunächst auf diese Korrelationen eingegangen werden.

Im gegenwärtigen Zusammenhang benötigen wir nur einige wenige Aspekte des EPR-Gedankenexperiments. Wir betrachten ein System aus zwei Quantenobjekten mit jeweils zwei möglichen Zuständen und (z. B. Spinfreiheitsgrade oder Polarisationzustände von Photonen). Der Zweiteilchenzustand

(1)
hat ganz besondere Eigenschaften (die tiefgestellte Ziffern bezeichnen die beiden Quantenobjekte; zur Vereinfachung benutzen wir die Notation . In diesem Zustand hat keines der beiden Quantenobjekte die Eigenschaft "Spin oben" oder "Spin unten"; trotzdem sind ihre Spins eng korreliert. Findet man bei einer an Teilchen 1 durchgeführten Messung das Ergebnis "oben" ( ) finden wird ( Warum ist das so?)

Umgekehrt führt das Messergebnis "unten" an Teilchen 1 zu dem Schluss, dass man bei Teilchen 2 "oben" finden wird. Die Messergebnisse an beiden Spins sind perfekt antikorreliert, obwohl die beiden Teilchen weit voneinander entfernt sein können.


 
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