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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Quantenteleportation - Kommunikation ohne Zeitverlust möglich?


amc
14.01.12, 15:48
Hallo alle,

ich nehme mit diesem Thread Bezug auf den Thread von ROY (http://www.quanten.de/forum/showthread.php5?t=2132). Dort habe ich gesagt:

Ich würde auch zu aller erst einmal ganz groß auftischen, also den Leuten ein wenig den Mund wässrig machen. Z.B. vom "Beamen von Informationen" sprechen - "dass die Verschränkung eines Tages die Kommunikationmstechnik revolutionieren wird, und intergalaktische Kommunikation dadurch ohne Zeitverzögerung theoretisch möglich wäre" (ganz so groß musst du dann vielleicht auch nicht auftischen, wie du magst ;) ). Und die Revolution durch die Quantenkryptographie auch nicht zu vergessen

Dazu fiel mir Richy's Post auf:

Die Begruendung, dass keine Fernwirkung existiert hinkt meiner Meinung nach etwas. Man koennte zunaechst in einem ersten Schritt genausogut argumentieren, dass Einsteins Annahme der Informationsuebertragung < c nicht mehr gueltig ist. Daher nannte Einstein dies unter der Annahme eines Realismus wohl auch "spukhaft". Um in einem zweiten Schrit zu sehen, dass diese Annahme von Einstein in der Praxis gar nicht betroffen ist. Denn ich wuesste keine Versuchsanordung mit der man tatsaechlich eine Information mittels Verschraenkung uebertragen koennte. Dies scheitert doch alleine schon an der Zufaelligkeit des Messwertes.

Was mich dann veranlasste, mal kurz bei Wiki nachzulesen. Ich als (naiver) Laie, habe hier nämlich offenbar etwas vorschnell missverstanden. Was möglicherweise nicht nur mir so geht:

Aus der Tatsache, dass sich "Quantenzustände" teleportieren lassen, folgt nicht, dass dies zu einer Informationsübertragung, in einem für uns alltäglichen Sinne führt, welche dann eine Kommunikation über riesige Entfrernungen, ohne jeden Zeitverlust, möglich machen würde.

Denn:
Wiki - Quantenteleportation (http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Quantenteleportation)
Die praktische Bedeutung der Quantenteleportation liegt nicht etwa darin, dass man Informationen oder gar Gegenstände damit überlichtschnell transportieren könnte. Das ist definitiv nicht der Fall.

Um zu verstehen, warum dies nicht möglich ist, dieses Zitat:
Zur vollständigen Teleportation, also der Übertragung eines Quantenzustandes muss zusätzlich auch Information zwischen Sender und Empfänger auf einem klassischen Weg (also mit maximal Lichtgeschwindigkeit) ausgetauscht werden.
[...]
Ebenfalls im Jahr 2004 gelang es Wiener Forschern um Rupert Ursin und Anton Zeilinger erstmals außerhalb des Labors einen Quantenzustand eines Photons zu teleportieren. Sie überbrückten eine Strecke von 600 m unter der Donau. Dafür wurde ein Lichtwellenleiter in einen Abwasserkanal unter der Donau verlegt, um den Quantenzustand (die Polarisation) des zu teleportierenden Photons von der Donauinsel (Alice, von Alice und Bob) auf die südliche Donauseite (Bob) auf ein anderes Photon zu übertragen. Bei Alice wurde die Quelle der verschränkten Photonen aufgebaut und eines der verschränkten Photonen des Paares über ein Glasfaserkabel zu Bob übertragen. Das andere Photon des Paares überlagerte Alice mit dem zu teleportierenden Photon und nahm eine Bellzustandsmessung vor – dabei wurde der ursprüngliche zu übertragende Polarisationszustand von Alices Photon zerstört. Die Ergebnisse von Alices Bellzustandsmessung, die zwei der möglichen vier Bellzustände voneinander unterscheiden kann, wurden über einen klassischen Informationskanal zu Bob übertragen der dann – falls erforderlich – eine entsprechende unitäre Transformation (eine Drehung der Polarisationsrichtung) auf sein verschränktes Photon anwandte um die Übertragung des Quantenzustandes (also die ursprüngliche Polarisationsrichtung von Alices Photon) auf dieses abzuschließen.

Der praktische Nutzen der Quantenteleportation liegt also vor allem hierin:

Von praktischer Bedeutung ist die Quantenteleportation dagegen deshalb, weil sie es erlaubt, Quantenzustände zu übertragen, ohne sie dabei durch einen Messvorgang gleichzeitig zu verändern (vergleiche dazu: Quantenmechanische Messung). Für Quantencomputer eröffnen sich so technisch vielversprechende Möglichkeiten zur Übertragung, Speicherung und Verarbeitung von Qubits.

Nun frage ich mich aber, ob es nicht vielleicht doch irgendwie möglich sein könnte/ist, eine Kommunikation, wie wir es gewohnt sind (Telefon etc.), über einen "Quantenkanal" zu betreiben?

Weiß jemand ob es hierzu Überlegungen/Experimente gibt? Oder wo zumindest auf diese Thematik anschaulich eingegangen wird, und erklärt wird warum jegliche "sinnbringende" Kommunikation hier unmöglich ist? So etwas dürfte ja natürlich das Kausalitätsprinzip (Eindeutigkeit von Ursache-Wirkung) nicht verletzen.

Ich habe an so etwas in der Art gedacht:

Die Zustände verschränkter Teilchen ergeben sich, wenn man sie misst, objektiv zufällig. Man wird also niemals ein Einzelergebnis gezielt hervorrufen können, um hierdurch einen binären Code zu erstellen/"zu übertragen"/zu schaffen.

Wie sieht es aber mit Wahrscheinlichkeitsverteilungen aus? Könnte man nicht einen Versuchsaufbau so präparieren, dass es z.B. zwei möglich Zustände gibt (bei Messung), wobei je nach Versuchsaufbau, sich entweder eine Wahrscheinlichkeit von z.B. 60% : 40% ergibt, oder aber von 40% : 60%? Dann hätten wir doch hier unsere "nullen" und "einsen" um einen Binärcode zu erstellen, und Daten beliebiger Art zu transportieren.

Vieleicht kann/möchte jemand etwas zum Thema allgemein sagen, oder vielleicht ja auch speziell zu meiner Überlegung ...

Viele Grüße, AMC

Bauhof
14.01.12, 18:58
Aus der Tatsache, dass sich "Quantenzustände" teleportieren lassen, folgt nicht, dass dies zu einer Informationsübertragung, in einem für uns alltäglichen Sinne führt, welche dann eine Kommunikation über riesige Entfrernungen, ohne jeden Zeitverlust, möglich machen würde.

Hallo amc,

das ist richtig.
...warum jegliche "sinnbringende" Kommunikation hier unmöglich ist? So etwas dürfte ja natürlich das Kausalitätsprinzip (Eindeutigkeit von Ursache-Wirkung) nicht verletzen.
Jede Informationsübertragung, die mit v>c vonstatten gehen würde, würde das Kausalitätsprinzip verletzen. Bisher ist kein Experiment bekannt, welches das Kausalitätsprinzip verletzt hätte.

M.f.G. Eugen Bauhof

JoAx
15.01.12, 16:24
Hallo AMC!


Wie sieht es aber mit Wahrscheinlichkeitsverteilungen aus? Könnte man nicht einen Versuchsaufbau so präparieren, dass es z.B. zwei möglich Zustände gibt (bei Messung), wobei je nach Versuchsaufbau, sich entweder eine Wahrscheinlichkeit von z.B. 60% : 40% ergibt, oder aber von 40% : 60%? Dann hätten wir doch hier unsere "nullen" und "einsen" um einen Binärcode zu erstellen, und Daten beliebiger Art zu transportieren.


Der Punkt ist ja, dass die Messungen am "selben Objekt" gemacht werden müssen. Dieser muss also an beiden Orten - Sender bzw. Empfänger - vorhanden sein. Nehmen wir an, das "Objekt" wird am Empfänger erzeugt (um es spannender zu machen), dann muss dieser sich immer noch bis zum Sender fortpflanzen, bevor "gesendet" werden könnte. Und das geschieht nach wie vor mit maximal LG. Man müsste also so lange warten, bis die Verbindung steht, so zu sagen, bevor man überhaupt anfangen könnte zu senden.


Gruß, Johann

richy
15.01.12, 19:30
Hi AMC
Roys Idee als Eigenschaften die Farben blau und gruen zu verwenden hat mir recht gut gefallen. Der Ueberlagerungszustand ist dann gruen gekennzeichnet. Ich koennte mir vorstellen, dass einige Betrachter des Videos sich fragen werden was denn diese gruene Stange zwischen den zwei Kisten darstellt.

Betrachten wir einfach mal eine Stange. Mit einer solchen kann man vom einen Ende zum anderen eine Wirkung uebertragen und auch Information. Bei einer Stange existiert in dem Sinne eine Fernwirkung.

Jetzt betrachten wir eine ideal starre Stange und Stellen fest dass Information dann schneller als c uebertragen werden koennte. Da dies nun ausgeschlossen ist nehmen wir an ...
.... dass bei einer Stange nun doch keine Fernwirkung existieren kann ?

So wirkt auf mich die Argumentation in dem Film.
Richtig waere die Folgerung dass es keine ideal starre Stange gibt.

Nun kann man die Verschraenkung jedoch als ideal starre Stange betrachten. Es muss dann einen anderen Grund wie z.B. die Unbeeinbeflussbarkeit der sich realisierenden Groesse ergeben. Und dies muesste sogar prinzipieller Natur sein.
Ich kenne keinerlei Argumentation, dass die Annahme einer Fernwirkung, wie sie Einstein formulierte widerlegt sei. Man kann spukhaft durch nichtreal ersetzen.
Aber das ist auch schon alles. Das EPR Experiment stuetzt sogar die Vorstellung einer Fernwirkung.
Es gilt wohl eher wie in dem Film :
Bezeichnungsweise beseitigt => Unliebsame Problematik beseitigt.
Im Fiilm loest sich das Problem der Fernwirkung fuer mich jedenfalls auf spukhafte Weise :-)

Viele Gruesse

richy
15.01.12, 19:39
Zu deiner Idee
Bemerkt ein Photon am Empfaenger dass es am Sender absorbiert wurde. Z.B. von einem Polarisationsfilter ?
Hi Jaox
Nehmen wir an, das "Objekt" wird am Empfänger erzeugt (um es spannender zu machen), dann muss dieser sich immer noch bis zum Sender fortpflanzen, bevor "gesendet" werden könnte.
Das gilt fuer das erste Objekt, Bit. Aber man kann eine Folge von Objekten senden.Man muss keine Wartezeiten einbauen. Haetten die Objekte den zeitlichen Abstand tO so ware die Informatiosgeschwindigkeit |AB|/tO.

amc
15.01.12, 21:19
Hallo Eugen, hallo Johann,

danke erstmal für eure Antworten.

Jede Informationsübertragung, die mit v>c vonstatten gehen würde, würde das Kausalitätsprinzip verletzen. Bisher ist kein Experiment bekannt, welches das Kausalitätsprinzip verletzt hätte.

Natürlich ist (mir) klar, dass die Eindeutigkeit von Ursache-Wirkung (Kausalität) wohl niemals wirklich verletzt werden wird. Ich halte sogar so etwas wie "logische Konsistenz", und sich daraus ergebene "Konsequenz", für etwas absolut elementares und essentielles in unserer Welt. Und daraus folgt dann auch die Kausalität. Würde diese ernsthaft verletzt werden können, so wäre unsere Welt gar nicht erst möglich, davon bin ich überzeugt.

Trotzdem frage ich mich, ob es in unserer Welt nicht doch Kniffe gibt/geben könnte, durch die, mittels Quantenteleportation, Kommunikation über beliebig weite Entfernungen möglich ist.

Mir diese Frage zu stellen, hilft mir zumindest erstmal, die ganze Angelegenheit ein wenig besser verstehen zu können.

Die Quantenteleportation stellt ja offenbar ein ganz besonderes Kuriosum dar. Man kann sich ja auch erstmal die Frage stellen, was es denn überhaupt ist, was hier teleportiert wird? Wird hier überhaupt was teleportiert? Am ehesten vielleicht so etwas wie Information. Doch handelt es sich dabei offenbar qualitativ um etwas völlig anderes, viel grundlegenderes ("pre materielles"), als das, was wir alltäglich unter "Information" verstehen. Zeilinger sagt in etwa z.B: Nicht Materie schafft Information, sondern Information schafft Materie. Was immer man davon nun hält ...

Weil es sich um so ein außergewöhnliches Kuriosum handelt, denke ich, bietet es möglicherweise vielleicht doch Möglichkeiten zur Informationsübertragung (Kommunikation) über weite Strecken ohne Zeitverlust, ohne dabei die Kauisalität zu verletzen. Gegen die Aussage "v max = c" würde sie ja eigentlich gar nicht verstoßen, da eine Geschwindigkeit gar nicht gegeben ist, undefiniert ist, da sonst durch null dividiert werden müsste (v=Weg/Zeit).

Inwiefern solch eine Komunikation auf die Eindeutigkeit von Ursache-Wirkung Einfluss nimmt, diese verletzen würde, hat sich mir noch nicht erschlossen. Was erstmal nur eine nüchterne Feststellung ist, und wahrscheinlich an mir liegt.

Was ist denn eigentlich mit Wurmlöchern? Oder mit dem Warp-Antrieb? Verletzen diese Dinge das Kausalitätsprinzip? Ich bin kein besonderer Trekkie, das fällt mir nur in diesem Zusammenhang ein - gewisse Analogien sind hier doch vorhanden?

Der Punkt ist ja, dass die Messungen am "selben Objekt" gemacht werden müssen. Dieser muss also an beiden Orten - Sender bzw. Empfänger - vorhanden sein. Nehmen wir an, das "Objekt" wird am Empfänger erzeugt (um es spannender zu machen), dann muss dieser sich immer noch bis zum Sender fortpflanzen, bevor "gesendet" werden könnte. Und das geschieht nach wie vor mit maximal LG. Man müsste also so lange warten, bis die Verbindung steht, so zu sagen, bevor man überhaupt anfangen könnte zu senden.

Klar ist natürlich, dass erstmal ein "Quantenkanal" aufgebaut werden müsste, bevor die Kommunikation ablaufen kann, meinst du das? Es werden also Teilchen verschränkt, welche dann z.B. jeweils mit max c zu der Sendestation (Alice) und zur Empfangsstation (Bob) gebracht werden müssen. Ab jetzt könnte man dann aber (möglichwerweise) ohne Zeitverlust kommunizieren.

Grüße, AMC

amc
16.01.12, 00:35
Hey Richy,

dir auch danke für den Beitrag.

Nun kann man die Verschraenkung jedoch als ideal starre Stange betrachten. Es muss dann einen anderen Grund wie z.B. die Unbeeinbeflussbarkeit der sich realisierenden Groesse ergeben. Und dies muesste sogar prinzipieller Natur sein.

Was genau meinst du hier? Meinst du mit "sich realisierende Größen" z.B. die Polarisationen der verschränkten Teilchen, welche sich bei einer Messung ergeben? Und mit der "Unbeeinflussbarkeit" den objektiven Zufall? Und da die Verschränkung (der ideal starre Balken) eine Tatsache ist, ergibt sich dann hieraus also zwangsläufig der objektive Zufall? Nämlich, um die Kausalität zu erhalten, muss es so etwas wie einen "cut" in der Ursache-Wirkungs-Kette geben? So interpretiere ich deine Gedanken im Moment.

Ich kenne keinerlei Argumentation, dass die Annahme einer Fernwirkung, wie sie Einstein formulierte widerlegt sei. Man kann spukhaft durch nichtreal ersetzen.
[...]
Bezeichnungsweise beseitigt => Unliebsame Problematik beseitigt.


Wenn man der Meinung ist, hier gibt es ein Problem, welches gelöst werden muss, um unsere Welt richtig verstehen zu können, dieser Meinung bin ich auch, dann scheint es mir (aus Laiensicht) nur zwei Möglichkeiten dafür zu geben:

Entweder muss man zu einem neuen Konzept des Begriffs Information kommen, welche dann niemals wirklich lokal vorhanden ist, sondern stets global gegewärtig. Information kann dann niemals transportiert werden, sonder ergibt sich, und bedingt materielle Prozesse.

Oder wir müssen die Problematik durch Einbindung in unser Verständnis von RaumZeit lösen. Also könnte es sich vielleicht so verhalten, dass verschränkte Teilchen, bis die Verschränkung unterbrochen wird, sich an ein und demselben "RaumZeitOrt" befinden? Also der Begriff von Lokalität müsste möglicherweise neu gedacht werden.

Das sind jedenfalls meine (wirren) Gedanken dazu ... :)


Im Fiilm loest sich das Problem der Fernwirkung fuer mich jedenfalls auf spukhafte Weise

Sehr schöne Formulierung :) Dafür kann natürlich ROY erstmal nichts, das liegt einfach an der Problematik selbst, und wie man mit ihr oft umgeht. Ich denke zwar manchmal, dass du etwas zu hart über die Sache urteilst, aber sehr oft kann ich deine Kritik auch gut nachvollziehen.

Wenn man einen Sachverhalt nicht hinreichend erklären kann, reicht es oft nicht diesen als "gottgegeben" hinzunehmen. Solche unverstandenen Dinge (wie z.B. die Nichlokalität der QM) konnten schon oft als Hinweis verstanden werden, durch welche Türen man gehen muss, um "neue Welten" zu erblicken. Und wenn man diese Türen erkennt, solte man nicht vorschnell urteilen: "Diese Tür ist zu, dann bleibt sie wohl auch zu." Oder untätig sein, gemäß: "Naja, ich kann ja nochmal ein bisschen drauf gucken, ob sie sich villeicht doch öffnet". Nein, am besten man ist aktiv und sieht nach, wo ein Schließmechanismus sein könnte, und ob sich hierfür ein Schlüssel finden lässt ... Ich bin mir dabei bewusst, die Sache letztendlich nur wenig einschätzen zu können.

Grüße, AMC

JoAx
17.01.12, 07:32
Hi richy und AMC!


Haetten die Objekte den zeitlichen Abstand tO so ware die Informatiosgeschwindigkeit |AB|/tO.

Das denke ich nicht. Oder brauchen die anderen "Objekte" keine Zeit um von A nach B zu gelangen?

Nehmen wir an, wir wollen von A nach B senden. Aber nicht sofort, wenn der "Kanal steht", sondern ~ 1 Monat später. Dann muss immer noch der exakte Zeitpunkt, wann die Übertragung beginnt, auf dem "gewöhnlichen" Wege mitgeteilt werden. Denn der Kanal kann von B nicht einfach ständig "überwacht" werden. Das würde alles zerstören. B muss schon nach A "hingucken".

@AMC: Ich versuche heute Abend was zu schreiben. Deine Fragen sind erst ein mal gut.


Gruß, Johann

amc
17.01.12, 11:27
Deine Fragen sind erst ein mal gut.

Ich habe mal wieder dick aufgetragen, was? ;)

Grüße, AMC

JoAx
18.01.12, 00:41
Hi AMC!

Ich habe mal wieder dick aufgetragen, was?


Gar nicht. Das ist eine echt heiße Sache, die schon oft genug zu "Verbrennungen" bei den Beteiligten geführt hat. Ist das hier:

http://quanten.de/forum/showpost.php5?p=66053&postcount=4

das, was du dir vorgestellt hast?
Wenn ja, dann haben "wir" damals wohl gar nicht erst versucht, es zu lösen, obwohl es eine Lösung, mit No-Cloning-Theorem (http://de.wikipedia.org/wiki/No-Cloning-Theorem), ja geben müsste. Wenn schon von Hawkwind so etwas kommt:


Ich selbst kriege nur Kopfschmerzen, wenn ich in Geschichten wie No-Cloning-Theorem der Quantentheorie tiefer einsteige (hatte ich bis vorgestern eh noch nie was von gehört, muss ich zugeben) - das sollen die tun, die bezahlt werden dafür.


dann kann man ahnen, wie heftig die Sache werden kann. :(
Willst du es dir immer noch antun? (Sag bitte nicht!!! - ja. :D)

Für Heute mache ich aber Schluß. Bin kaputt.


Gruß, Johann

richy
18.01.12, 02:13
Hi Johann

Das denke ich nicht. Oder brauchen die anderen "Objekte" keine Zeit um von A nach B zu gelangen?
Doch, aber von dieser Zeit muss man die Zeit abziehen, die man auf das erste Objekt gewartet hat.
Annahme das erste Objekt sei ein Photon und bewegt sich mit c0.
Erreicht das erste Objekt den Sender nach einer Sekunde und das zweite nach 1.1 Sekunden, so koennte das naechste Bit nach 0.1 Sekunden uebertragen werden. Die Uebertragung selbst waere instantan und damit die Uebertragungsrate alleine durch den den zeitlichen Photonenabstand gegeben. Wir haetten im Beispiel eine moegliche Uebertragungsgeschwindigkeit von 10*c0. Natuerlich rein theoretisch.
Gruesse

richy
18.01.12, 02:31
Hi Amc
Meinst du mit "sich realisierende Größen" z.B. die Polarisationen der verschränkten Teilchen, welche sich bei einer Messung ergeben?

Ja, zum Beispiel.
Und mit der "Unbeeinflussbarkeit" den objektiven Zufall ?

Ja, wobei hier primaer die Unbeeinflussbarkeit entscheidend ist.
Aber selbst wenn der Zufall nicht objektiv sondern determiniert waere (Chaos) so liegt die Determiniertheit nur fuer das hochdimensionale System vor. Und kann man dieses nicht beeinflussen, was wohl anzunehmen ist, so ergibt sich das selbe Resultat.
Und da die Verschränkung (der ideal starre Balken) eine Tatsache ist, ergibt sich dann hieraus also zwangsläufig der objektive Zufall?
Eher nicht. Siehe oben. Wenn der Zufall binaer codierte Weihnachtsgeschichten uebertragen wuerde liesse sich darueber auch keine Information uebertragen. Ausser man wuesste jedes Bit der Weihnachtsgeschichte im Voraus. Dann liesse sich eventuell ein Mechanismus konstruieren.
Ob man einen objektiven oder determinierten Zufall annimmt ist meiner Meinung nach dennoch recht beliebig. Ich tendiere trotz VWI zum objektiven Zufall.
Also könnte es sich vielleicht so verhalten, dass verschränkte Teilchen, bis die Verschränkung unterbrochen wird, sich an ein und demselben "RaumZeitOrt" befinden?

Sie befinden sich gemaess jeder Interpretation noch gar nicht in unserer Realitaet.
Dafür kann natürlich ROY erstmal nichts, das liegt einfach an der Problematik selbst, und wie man mit ihr oft umgeht.
Ja klar. Der Film soll lediglich die experimentellen Befunde darstellen. Und das macht er sehr gut. Wenn Roy jedoch die Fernwirkung anspricht ist dies bereits eine Interpretation und in dem Fall muesste man dann schon etwas weiter ausholen.
Ich denke zwar manchmal, dass du etwas zu hart über die Sache urteilst, aber sehr oft kann ich deine Kritik auch gut nachvollziehen.

Das hat nur so den Anschein. Ich respektiere alle Interpretationen. Lediglich die taktische Massnahme eine solche unvollstaendig oder unzureichend darzustellen respektiere ich nicht.
Solche unverstandenen Dinge (wie z.B. die Nichlokalität der QM) konnten schon oft als Hinweis verstanden werden, durch welche Türen man gehen muss, um "neue Welten" zu erblicken.Ich meine die Erklaerung ist hier schon vorgegeben. Selbst Zeilinger spricht davon, dass man sich wohl irgendwo in der Mitte treffen wird. Wobei natuerlich klar ist, dass dann die Kopenhagener Interpretation rein definitionsmaessig widerlegt waere. Sie hat hier leider keinen Freiheitsgrad. Es geht bei dieser alleine nur noch darum den Namen aufrecht zu erhalten. Im Grunde sehr kindisch.
Gruesse

JoAx
18.01.12, 12:57
Hi richy!


Erreicht das erste Objekt den Sender nach einer Sekunde und das zweite nach 1.1 Sekunden, so koennte das naechste Bit nach 0.1 Sekunden uebertragen werden.


Und bei einer konventionellen Übertragung wartet man gar nicht mit dem Senden. :D
Nee. Ich weiß schon, wie du das meinst, aber man wartet doch auf das zweite, dritte, vierte, ... Objekt ja bereits dann schon, wenn man auf das erste wartet. ;)

Vergleichen wir das doch mit der "klassischen" Übertragung. Dazu brauchen wir zunächst eine em. Welle, die als "Träger" fungiert. Entweder ist die Abfolge ihres Vorhandens/Nichtvorhandens an sich die "Information", oder ein anderes, ihr überlagertes em. Signal. Bei der quantenmechanischen "Teleportation" meint man nun bewerkstelligen zu können, entweder den überlagerten oder den Träger-Signal direkt am Empfänger (unmittelbar vor dem Empfang) erzeugen zu können. Das geht halt nicht. Punkt. Und das sollte jetzt mal auch ernst genommen werden. :D


Gruß, Johann

PS: Ich denke, ich hab's, das mit dem Sarfatti-Telegrafen, warum der nicht funktionieren wird. Anschaulich. :)

richy
18.01.12, 17:52
Hi Joax
Und bei einer konventionellen Übertragung wartet man gar nicht mit dem Senden.Doch, denn man verendet ein Modulationsverfahren und muss dabei das Nyquist Kriterium erfuellen. Daraus ergibt sich fuer jede Datenkapazitaet eine Freqeunzbandbreite. Und die wird wie bei UMTS teuer verkauft. Allerdings hat diese nichts mit der Uertragungsgeschwindigkeit zu tun. Da hast du recht. Per Definition waere diese mit einem Verschraenkungssender so gut wie unendlich hoch. Die Bitfolge (Photonenfolge) betrifft dann die moegliche Datenkapazitaet. Per Definition nicht die Uebertagungsgeschwindigkeit.
An den gegeben Definitionen sollte man nicht herumschrauben !
So waere dann eben, v>>c0, aber so ist es wie wir wissen praktisch nicht.
Mein Beispiel hier mit v=10*c0 war somit im Grunde daneben. v>>c0 waere richtig.
Die Bitrate = Baud ist nicht die physikalische Gruppengeschwindigkeit des Traegers.

Bei der quantenmechanischen "Teleportation" meint man nun bewerkstelligen zu können, entweder den überlagerten oder den Träger-Signal direkt am Empfänger (unmittelbar vor dem Empfang) erzeugen zu können.
Ich meine damit meint Zeilinger etwas anderes.
Das geht halt nicht. Punkt.
Und die Fage von Amc war, warum dies nicht geht. Weil man die sich realisierende Groesse nicht vorgeben kann. Sie bleibt stets zufaellig.
Und das sollte jetzt mal auch ernst genommen werden.
Hat jemand daran gezweifelt ?
Gruesse

amc
18.01.12, 20:03
Hi Richy,

Und die Fage von Amc war, warum dies nicht geht.

Yep. Auch wenn ich mit meinen letzten Ausführungen ein wenig abgeglitten bin - mir gehts hier erstmal vor allem darum, die Quantenteleportation etwas besser zu verstehen, und woran genau es beispielhaft ganz praktisch scheitern kann, eine Kommunikationsübertragung (ohne Zeitverlust) ablaufen zu lassen.

Ich glaube auch nicht ernsthaft, dass dies möglich ist. Ich habe mich mit dieser Sache/Frage bisher nicht wirklich beschäftigt, und es mehr oder weniger unter "Informationsübertragung grundsätzlich möglich" abgespeichert, ohne mich dabei damit auseinanderzusetzen, was/welche Art Informationsübertragung hier jetzt möglich ist.

Ich gehe dabei mittlerweile überwiegend davon aus (würde darauf wetten), das solch eine Kommunikation grundsätzlich nicht möglich ist. Die Überlegungen, ob es nicht doch möglich sein könnte, halte ich dabei aber für sehr wichtig, um dann am Ende die Zusammenhänge besser verstehen zu können. Tiefer in diese Überlegungen würde ich dann allerdings im "Jenseits" miteinsteigen (im Rahmen meiner beschränkten Möglichkeiten).

Weil man die sich realisierende Groesse nicht vorgeben kann. Sie bleibt stets zufaellig.

Aber bin ich dann nicht damit eigentlich recht nahe gewesen:

Und da die Verschränkung (der ideal starre Balken) eine Tatsache ist, ergibt sich dann hieraus also zwangsläufig der objektive Zufall? Nämlich, um die Kausalität zu erhalten, muss es so etwas wie einen "cut" in der Ursache-Wirkungs-Kette geben?

Also, wenn man die Verschränkung als gegeben nimmt, dann muss es zwangsläufig so sein (um die Kausalität nicht zu verletzen), dass die "sich realisierenden Größen" nicht vorgeben werden können (prinzipiell nicht). Oder verstehe ich was falsch? Ich dachte hier könnte man gut sagen: "Es schließt sich der Kreis", zumindest scheint es mir an dieser Stelle alles irgendwie schlüssig zusammenzupassen.

Wäre doch irgendwie auch ne ganz irre Erkenntnis: Um Ursache-Wirkungs-Ketten überhaupt erst sinnvoll möglich zu machen, muss es so etwas wie bedingt ursachenlose Grundelemente geben.

Grüße, AMC

amc
18.01.12, 22:05
Davon schon mal gehört?

Wiki - Quantenverschränkung (http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Quantenverschr%E4nkung)
Natürlich verschränkte Systeme
Durch Femtosekunden-Spektroskopie konnte nachgewiesen werden, dass im Photosystem-Lichtsammelkomplex der Pflanzen eine über den gesamten Komplex reichende stabile Verschränkung von Photonen stattfindet, was die effiziente Nutzung der Lichtenergie ohne Wärmeverlust erst möglich macht. Bemerkenswert daran ist unter anderem die Temperaturstabilität des Phänomens.

Faszinierend, oder?

Aber eigentlich wollte ich diesen Teil hier zitieren:

Informationsübertragung
Wenn auch nicht buchstabengetreu, so gehorcht die Verschränkung doch dem Geist der Relativitätstheorie. Zwar können verschränkte Systeme auch über große räumliche Entfernung miteinander wechselwirken, dabei kann aber keine Information übertragen werden, so dass die Kausalität nicht verletzt ist. Dafür gibt es zwei Gründe:

Quantenmechanische Messungen sind probabilistisch, d. h. nicht streng kausal.
Das No-Cloning-Theorem verbietet die statistische Überprüfung verschränkter Quantenzustände.

Zwar ist Informationsübertragung durch Verschränkung allein nicht möglich, wohl aber mit mehreren verschränkten Zuständen zusammen mit einem klassischen Informationskanal (Quantenteleportation). Trotz des Namens können wegen des klassischen Informationskanals keine Informationen schneller als das Licht übertragen werden.

Ich denke, meine eingangs begonnene Überlegung setzt an dem zweiten Punkt an. Wenn schon die einzelnen Ereignisse sich grundsätzlich jeder Beeinflussung entziehen, so könnte man doch vielleicht in die statistischen Wahrscheinlichkeitsverteilungen von Messergebnissen auf irgend eine Art etwas "reincodieren". Offenbar wird dies eben auch durch das "No-Cloning-Theorem" unmöglich. Jetzt müsste man nur noch verstehen warum, wenigestens ansatzweise ... :)

Grüße, AMC

JoAx
20.01.12, 08:09
Hi richy!


v>>c0 waere richtig.


Instantan wäre richtig. (Schätze ich mal.)
Aber das geht ja auch nicht. Bzw. das ist keine verwertbare "Information". Verwertbar wird es erst, wenn man auf dem "gewöhnlichen" Wege auch "etwas" verschickt hat.


Ich meine damit meint Zeilinger etwas anderes.


Was meint Zeilinger?


Weil man die sich realisierende Groesse nicht vorgeben kann.


Ja. Das auch. Aber in diesem Experiment ist das irrelevant.


Hat jemand daran gezweifelt ?


Dann iss ja gut. :)


Gruß, Johann

JoAx
20.01.12, 08:12
Jetzt müsste man nur noch verstehen warum, wenigestens ansatzweise ...


Schon eine Idee, AMC?


Gruß, Johann

amc
23.01.12, 19:07
Schon eine Idee, AMC?

Hi Johann,

ne, noch nicht. Habe mich aber auch noch nicht besonders damit weiter beschäftigt. Mir ist nicht klar, warum eine Informationsübertragung dadurch nicht möglich ist, weil keine Kopien von Qubits erstellt werden können. Es ist doch OK, wenn die Ausgangsnachricht zerstört wird. Auf die schnelle habe ich keine guten Quellen dazu gefunden. Und da ich ziemlicher Laie bin, und mich auch mit "BraKet" nicht auskenne, bringt mir das meiste nicht viel.

Bei dem Apparat aus dem Gedankenexperiment, welches SCR rausgekramt hat, spielt Quantenteleportation ja z.B. auch gar keine Rolle. Ob, und wenn inwiefern, hier ein Zusammenhang zum No-Cloning-Theorem besteht, ist mir nicht klar.

Ich müsste aber sowieso erstmal genauer verstehen, was überhaupt bei der Teleportation gemacht wird, wie dies parktisch im Groben aussieht, um mir dann meine Gedanken dazu machen zukönnen. Ich wusste das alles auch schon mal vor Jahren ein wenig besser, als ich ein paar Bücher dazu gelesen hatte. Bis auf Bruchstücke, hab ichs aber wieder vergessen. :) Mir war es auch schon mal bewusster, das Informationsübertragungen durch die Teleportation nicht möglich sind. Muss mich damit also erstmal wieder auseinandersetzen. Das kann dauern ;)

Grüße, AMC

speakdeutlich
22.11.14, 04:54
Warum fixiert ihr euch so sehr auf die "Übertragung" von Informationen?

Manchmal ist die Antwort viel einfacher :) Denkt mal an Rauchzeichen... Da wurde auch nicht das Feuer zum Empfänger übertragen, um dann Rauchzeichen beim Empfänger zu erzeugen - die Rauchzeichen wurden am Absender erzeugt und der Empfänger hat sie wahrgenommen... das könnte auch mit der Quantenteleportation funktionieren...

Meine Theorie: Wenn tatsächlich ein Teilchen an Punkt A geändert werden kann/modifiziert werden kann und die selbe Veränderung mit dem Teilchen an Punkt B geschieht, hab ich mir ein perfektes codierbares Signal gebaut. Jetzt muss man sich nur noch um die Anordnung kümmern, in der die Veränderungen auf beiden Seiten sichtbar werden - voila, die Kommunikation ist entstanden.

Einfaches Beispiel:

Wir haben eine Tabellenmatrix, die wie folgt aussieht:

TABELLE A (Absender)
-|1|-|2|-|3|-
-|4|-|5|-|6|-
-|7|-|8|-|9|-

TABELLE B (Empfänger)
-|1|-|2|-|3|-
-|4|-|5|-|6|-
-|7|-|8|-|9|-

Wenn jetzt der Absender in Tabelle A das fünfte Teilchen modifiziert, wird doch automatisch beim Empfänger in der Tabelle ebenfalls das fünfte Teilchen modifiziert, unzwar ohne Zeitverzögerung. Jetzt müssen nur noch beide Seiten wissen, wofür die 5 steht - fertig aus die Maus.

Slash
22.11.14, 15:23
Hallo,

wenn ich dich bzw. das Prinzip der Quantenteleportation richtig verstanden habe, funktioniert das nicht, was du schreibst, denn man müsste ja ständig auf die "Matrix" draufschauen, also den Zustand messen. Durch dieses Draufschauen - so habe ich es bisher verstanden - geht die Verschränkung verloren.

VG
Slash

JoAx
23.11.14, 01:53
Manchmal ist die Antwort viel einfacher :)


Nicht in diesem Fall. So funktioniert Quantenverschränkung nicht.

speakdeutlich
23.11.14, 23:26
Hallo,

wenn ich dich bzw. das Prinzip der Quantenteleportation richtig verstanden habe, funktioniert das nicht, was du schreibst, denn man müsste ja ständig auf die "Matrix" draufschauen, also den Zustand messen. Durch dieses Draufschauen - so habe ich es bisher verstanden - geht die Verschränkung verloren.

VG
Slash

Ich verweise mal auf diesen Link hier (klicken) (http://www.spiegel.de/wissenschaft/technik/physik-neuartige-kamera-nutzt-quantenverschraenkung-a-988400.html) - wenn das möglich ist, kann ich via Quantenteleportation sehr wohl Informationen austauschen - hier wurden nur die Lichtstrahlen einer Katze eingefangen - ich hätte jetzt aber kein Problem damit, texte oder anderweitige Informationen abzufotografieren.

Wenn also alles nur aus Informationen besteht, kann es sich anhand von Informationen auch nachbauen lassen, z.B. ein Blutkörperchen.

Slash
24.11.14, 00:16
Ich verweise mal auf diesen Link hier (klicken) (http://www.spiegel.de/wissenschaft/technik/physik-neuartige-kamera-nutzt-quantenverschraenkung-a-988400.html) - wenn das möglich ist, kann ich via Quantenteleportation sehr wohl Informationen austauschen - hier wurden nur die Lichtstrahlen einer Katze eingefangen - ich hätte jetzt aber kein Problem damit, texte oder anderweitige Informationen abzufotografieren.

Wenn also alles nur aus Informationen besteht, kann es sich anhand von Informationen auch nachbauen lassen, z.B. ein Blutkörperchen.

Das mag schon so sein. In deiner vorherigen Nachricht verstand ich dich aber so, dass du das Feststellen einer "Modifikation"( z.B. eines Elements einer Matrix) als Informationsübermittlung nutzen willst.

Wenn jetzt der Absender in Tabelle A das fünfte Teilchen modifiziert, wird doch automatisch beim Empfänger in der Tabelle ebenfalls das fünfte Teilchen modifiziert, unzwar ohne Zeitverzögerung. Jetzt müssen nur noch beide Seiten wissen, wofür die 5 steht - fertig aus die Maus.

Das hieße doch, die Matrix bzw. die Elemente müssten immer wieder gemessen werden, um eine Modifikation festzustellen. Durch dieses Messen - so wie ich das verstehe - geht doch die ursprüngliche Verschränkung verloren.

Oder verstehe ich etwas falsch?

VG
Slash

JoAx
24.11.14, 03:09
Oder verstehe ich etwas falsch?


Ich fürchte, in diesem Fall ist eine "Matrix" etwas völlig triviales - ein Satz von Zahlen ausgeführt in irgend einem Material, so wie eben die "Katze" aus dem Artikel. Und dann scannt man eben diesen "Satz von Zahlen" mit dem einen Strahl der verschränkten Photonen. Der andere Strahl geht dann auf die CCD-Kamera und ... bildet ab, wie die "Matrix" zusammengesetzt wurde.

That's all.

Slash
25.11.14, 12:49
Und dann scannt man eben diesen "Satz von Zahlen" mit dem einen Strahl der verschränkten Photonen. Der andere Strahl geht dann auf die CCD-Kamera und ... bildet ab, wie die "Matrix" zusammengesetzt wurde.

That's all.

Ja, das denke ich auch.

Um den Gedanken aber aufzugreifen:

Man hat zwei verschränkte Teilchen jeweils in einer Falle gefangen.

Eines ist hier, das andere in der Andromeda-Galaxie (wie auch immer sie dort hingekommen sind und wie lange das auch immer gedauert haben mag).

Das Teilchen hier wird bspw. beim Umlegen eines Schalters in seinem Spin geändert.

Das Teilchen in der Andromeda-Galaxie wird sich dann auch "instantan" (instantan mal als angenommen) ändern.

Wäre es dann möglich mit diesem Teilchen in der Andromeda-Galaxie "instantan" bzw. mit einer Übermittlungsgeschwindigkeit schneller als die Lichtgeschwindigkeit ein Radio einzuschalten?

Ich glaube nicht, denn dazu müsste ja der Zustand des Teilchens in der Andromeda-Galaxie dauernd gemessen werden, wodurch die Verschränkung zusammenbricht.

Richtig?

Oder gibt es noch andere Möglichkeiten, das Messen zu umgehen?

VG
Slash

Hawkwind
25.11.14, 13:12
Ja, das denke ich auch.

Um den Gedanken aber aufzugreifen:

Man hat zwei verschränkte Teilchen jeweils in einer Falle gefangen.

Eines ist hier, das andere in der Andromeda-Galaxie (wie auch immer sie dort hingekommen sind und wie lange das auch immer gedauert haben mag).

Das Teilchen hier wird bspw. beim Umlegen eines Schalters in seinem Spin geändert.


Dieses "geändert" ist unzutreffend. Das Teilchen ist vor der Messung (oder dem "Umlegen des Schalters") in einem Zustand, in dem es keinen wohldefinierten Spin hat.

Erst nach der Messung kennen wir den Spin des Teilchens ... und bei Verschränkung kennen wir dann instantan auch den Spin des anderen im Andromedanebel, ohne ihn zu messen.

Wie sollten dadurch Informationen in den Andromedanebel gelangen?
Du müsstest anrufen und Bescheid sagen "Ihr braucht gar nicht mehr zu messen, haben wir schon gemacht". :)

Slash
25.11.14, 18:32
Dieses "geändert" ist unzutreffend. Das Teilchen ist vor der Messung (oder dem "Umlegen des Schalters") in einem Zustand, in dem es keinen wohldefinierten Spin hat.

Erst nach der Messung kennen wir den Spin des Teilchens ... und bei Verschränkung kennen wir dann instantan auch den Spin des anderen im Andromedanebel, ohne ihn zu messen.

Wie sollten dadurch Informationen in den Andromedanebel gelangen?
Du müsstest anrufen und Bescheid sagen "Ihr braucht gar nicht mehr zu messen, haben wir schon gemacht". :)

Hallo,
ok danke für die noch bessere Klarstellung. Man erzeugt also nicht die Spins (und kann sie auch nicht später ändern), sondern sozusagen nur das verschränkte System, dessen Eigenschaften unbekannt sind, solange man nicht misst (außer eben die Eigenschaft dass bspw. die Spins entgegengesetzt sind).

VG
Slash

Hawkwind
26.11.14, 10:05
Hallo,
ok danke für die noch bessere Klarstellung. Man erzeugt also nicht die Spins (und kann sie auch nicht später ändern), sondern sozusagen nur das verschränkte System, dessen Eigenschaften unbekannt sind, solange man nicht misst (außer eben die Eigenschaft dass bspw. die Spins entgegengesetzt sind).

VG
Slash

Ja, diese Formulierung entspricht total meinem Verständnis.

Zweifellos hat die Quantenmechanik einen schwer zu verstehenden nichtlokalen Charakter, der sich z.B. im Kontext der Kopenhagener Deutung in der instantan nichtlokalen Reduktion der Wellenfunktion ("Kollaps") bei einer Messung äußert. Jedoch macht die Wellenfunktion Aussagen statistischer Natur (d.h. über den Ausgang von Ensembles gleichartiger Exeprimente). Bei Vorhersagen über räumlich separierte, verschränkte Teilsysteme wird eine Korrelation der Messungen an den beiden Orten vorhergesagt, so in der Art. immer dann wenn du an einem Ort "Spin Up" misst, wirst du am anderen "Spin Down" messen. Das heisst nun nicht, dass da bei der Messung am Punkt A ein Signal zum Punkt B fliesst um dem Quant dort mitzuteilen, wie eine Messung dort auszugehen hat.

Slash
26.11.14, 16:08
immer dann wenn du an einem Ort "Spin Up" misst, wirst du am anderen "Spin Down" messen. Das heisst nun nicht, dass da bei der Messung am Punkt A ein Signal zum Punkt B fliesst um dem Quant dort mitzuteilen, wie eine Messung dort auszugehen hat.

Ja, wobei das Besondere ist (so wie ich es bisher verstanden habe), dass die Quantenzustände nicht etwa bei der Erzeugung schon feststehen, sondern erst durch die Messung festgelegt werden und zwar so, dass bei der Messung des einen Teilchens der Zustand auch des (weit entfernten) Teilchens festgelegt wird.

VG
Slash