Der unbegreifliche Zufall: Nichtlokalität, Teleportation und by Nicolas Gisin

By Nicolas Gisin

Die Quantenphysik bietet eine Beschreibung der Welt auf kleinsten Skalen und macht dazu seltsame Aussagen, die unser Verständnis der Welt und ihrer Logik ernsthaft herausfordern. Besonders schwierig zu erklären ist das Phänomen der Verschränkung, das in den vergangenen 30 Jahren intensiv erforscht worden ist. Verschränkte Teilchen scheinen sich zufällig zu verhalten, aber dennoch über weite Distanzen hinweg voneinander zu wissen, sodass ihr Verhalten korreliert ist.

Diese erstaunliche "Nichtlokalität" ist mehr als nur eine abstrakte Seltsamkeit oder ein Paradoxon: sie findet ganz pragmatische Anwendungen in der Kryptographie, die wiederum verwendet werden kann, um brilliant Informationen zu kodieren. Durch Verschränkung wird auch "Quantenteleportation" möglich, deren unermessliche Möglichkeiten selbst von Science-Fiction Autoren nur erahnt werden kann.

Das vorliegende Buch wagt sich an die tiefen logischen Schwierigkeiten der Quantenmechanik heran und bietet dem Leser dabei das Rüstzeug, diese zu begreifen und zu bewundern. Von "Bell's Theorem" bis zu Experimenten der Quantenverschränkung gewinnt der Leser so ein solides Verständnis von einem der faszinierendsten Gebiete der modernen Physik.

Der Autor

Nicolas Gisin ist Direktor des Instituts für Angewandte Physik an der Universität Genf und Mitbegründer der Technologiegesellschaft ID Quantique. Er ist overseas bekannt für seine Arbeit im Bereich der Kryptografie und der Quanten-Informationstheorie. Darüber hinaus ist er Herausgeber der Reihe "Quantum technological know-how and Technology".

2009 erhielt er den ersten John S. Bell Preis für die Demonstration langreichweitiger Verschränkungen und Quantenteleportationen sowie für seine zahlreichen Beiträge zu den Bellschen Ungleichungen.

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Ist Spinat in der lokalen Supermarktfiliale im Sonderangebot, dann ist es wahrscheinlich, dass er häufig auf dem Speiseplan steht. Eine andere Korrelationsursache zwischen den Menüs ist der Einfluss der Wahl des Nachbarn. Bildet sich vor einem Stand eine Schlange, dann könnten wir beeinflusst werden und versucht sein, einmal nachzusehen, was so anziehend wirkt – oder aber wir werden abgeschreckt und machen einen Bogen um die Schlange. In beiden Fällen besteht eine Korrelation – diese ist im ersten Fall positiv und im zweiten negativ.

Stellen wir uns nun aber vor, dass jedes Mal, wenn sie sich zufällig alle beide entscheiden, in das linke Lebensmittelgeschäft zu gehen, sie sich auch immer mit dem gleichen Menü wiederfinden. Die einzige lokale Erklärung für diese Korrelation besteht darin, dass die Lebensmittelgeschäfte auf der linken Seite eine gemeinsame Liste haben, mit der Abend für Abend das einzige Abendmenü festgelegt wird. Für die Lebensmittelgeschäfte auf der linken Seite hat sich die Situation gegenüber dem früher im Buch beschriebenen Beispiel nicht verändert.

Somit kommt bei Alice und Bob Abend für Abend gezwungenermaßen das Gleiche auf den Tisch. Nach dieser Erklärung werden die Menüs von Alice und Bob durch eine gleiche Ursache bestimmt, die ihren Ursprung in einer hinreichend fernen Vergangenheit hat, so dass sie sowohl Alice als auch Bob beeinflussen kann – ungeachtet der Entfernung, die sie voneinander trennt. Diese gemeinsame Ursache pflanzt sich kontinuierlich im Raum 3 Lokale und nichtlokale Korrelationen 21 fort, ohne dass es dabei zu Sprüngen oder Brüchen kommt.

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