18. Quanteninformation und Verschränkung

Karl Schilcher

Rainer Müller, Franziska Greinert

Gesche Pospiech

Sonja Franke‐Arnold

Abstract Eine der überraschendsten Erscheinungen in der Quantenphysik ist die Verschränkung von zwei Teilchen. Vor 75 Jahren wiesen Einstein und seine Kollegen Podolsky und Rosen mit einem Gedankenexperiment auf dieses Phänomen hin. Das EPR‐Paradoxon zeigt, dass Quantenmechanik gegen die Grundannahmen jeder klassischen Theorie verstößt: Lokalität und Realität. Mittlerweile wird Verschränkung in vielen Grundlagenversuchen untersucht und ermöglicht Anwendungen in der Quanteninformation. An der Universität Glasgow haben wir zusammen mit Forschern aus Strathclyde und Rochester erstmals äquivalente Korrelationen zwischen Drehwinkel und Drehimpuls von Photonen nachgewiesen.

Wolfgang Dür, Stefan Heusler

In diesem Artikel wird der Zugang zur Quantenphysik uber das einfachst mogliche Modellsystem, das Qubit, erweitert zu der Kombination von zwei Qubits. Dabei tritt erstmals das fur die Quantenphysik zentrale Konzept der Verschrankung auf, welches nicht nur seltsame Eigenschaften der Quantenphysik illustriert, sondern auch der Schlussel zum Verstandnis von modernen Anwendungen der Quantenphysik ist. Ahnlich wie im Falle des einzelnen Qubits wird dabei versucht, die Grundprinzipien von Verschrankung und deren Anwendung mit Hilfe einfacher Mathematik und Bilder zu vermitteln, wobei Visualisierungen eine zentrale Rolle spielen. Die behandelten Themen umfassen verschrankte Zustande, Operationen und Messungen. Die moglichen physikalischen Realisierungen und Anwendungen, insbesondere im Bereich der Quanteninformation, werden hier kurz angesprochen, und in einer weiteren Publikation vertieft diskutiert.

G. Brands