An die (Quanten-)Physiker / Aus Schwarzem Loch doch Infos gewinnen?

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perttivalkonen

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An die (Quanten-)Physiker / Aus Schwarzem Loch doch Infos gewinnen?

01.09.2019 um 00:44

canary schrieb:Hier der Trick.

1. Man nehme verschränkte Elektronenpaare.

2. Packe davon eine Hälfte in ein ultra stabiles Raumschiff, wobei das andere auf der Erde bleibt.

3. Man sende das ultra stabile Raumschiff direkt in ein supermassives Schwarzes Loch

4. Die gewonnen Erkenntnisse innerhalb des Schwarzen Loches werden als binäre Sprache durch verschränkte Elektronen zur Erde gesandt in scheinbar Überlichtgeschwindigkeit.

Es ist schon richtig, daß bei verschränkten Teilchenpaaren man am einen Paarteilchen ablesen kann, welchen Quantenzustand das andere Paarteilchen eingenommen hat. So weit so gut. Dumm nur, daß es keinen Zusammenhang zwischen der Information im SL und dem eingenommenen Quantenzustand der im SL befindlichen verschränkten Teilchen gibt. Die SL-Information mag die verschränkten Teilchen zwingen, sich auf einen Quantenzustand festzulegen. Doch welcher dann eingenommen wird, das ist davon unabhängig.

Daher kann unmöglich im SL befindliche Information mit diesem Trick nach außen gelangen.

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Mafiatom

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An die (Quanten-)Physiker / Aus Schwarzem Loch doch Infos gewinnen?

02.09.2019 um 16:34

@canary
Tja, wie soll ich es sagen. Verschränkte Quanten liefern keine Information, sondern geben Wahrscheinlichkeiten.
Ein Beispiel (stark vereinfacht):
Zwei Kisten, in einer Kiste ist schwarze Kreide, in der anderen Kiste ist weisse Kreide.
Die eine Kiste schicke ich dir, die andere behalte ich bei mir.
Wir wissen zu diesem Zeitpunkt nicht, ob sich in unserer Kiste die weisse oder die schwarze Kreide befindet.
Erst wenn wir messen (in diesem Falle nachschauen und die Kiste öffnen), wissen wir, was sich in der anderen Kiste befindet.
Aber, bei diesem Prozess werden keine Informationen ausgetauscht.
Das heisst, du öffnest deine Kiste und findest weisse Kreide. Dann weisst du sofort, dass sich in meiner Kiste die schwarze Kreide befindet. Was sich hier wie eine Informationsübertragung anfühlt, ist aber keine.
Denn: Du hast keine Möglichkeit nachzuprüfen, ob es in meiner Kiste auch der Fall ist. Stellen wir uns vor, ich hätte dich veräppelt und in beide Kisten weisse Kreide gelegt, dann würdest du annehmen, in meiner sei schwarze - aber dem ist nicht so.

Mehr noch, bei der Quantenverschränkung haben beide Inhalte der Kiste eine Superposition (es ist ein uns dasselbe). In jeder Kiste ist eine schwarze und eine weisse Kreide gleichzeitig, aber erst beim messen (nachschauen) veranlasst das Messergebnis die Kreide dazu, seine Superposition zu verlassen und sich Augenblicklich und für alle Ewigkeit auf einen der beiden Zustände festzulegen. Nehmen wir weisse Kreide für deine Kiste. Augenblicklich ist in meiner Kiste der Zustand der Superposition verloren gegangen und meine Kreide wird unwiederbringlich schwarz sein.

Nun damit du verstehst, dass keine Information übertragen wird. Du hast eine Kiste, in ihr kann sich weisse/schwarze Kreide befinden. Ich habe eine Kiste und auch in Ihr kann sich weisse/schwarze Kreide befinden.
Wir wissen nur:
1. Wenn ein Zustand weisse Kreide ist, ist der andere Zustand schwarze Kreide.
2. Wenn ich messe wird der Inhalt deiner Kiste das Gegenteil dessen sein, was ich gemessen haben.
3. Wenn du misst, wird der Inhalt meiner Kiste das Gegenteil dessen sein, was du gemessen haben.

Ok, nun öffnest du deine Kiste un siehst weisse Kreide. Nun frage ich dich:
Hatte ich meine Kiste bereits geöffnet und schwarz entdeckt und somit in deiner Kiste den weissen Kreide zustand festgelegt.
Oder hast du deine Kiste geöffnet und einfach schwarze entdeckt und somit den Zustand in meiner Kiste festgelegt.

Anmerkung: Es gibt kein Verfahren, keine Theorie, keine These die im Vorraus das Messergebnis beeinflussen kann. Das Universum entscheidet sich bei der Messung spontan für einen der beiden Zustände und legt somit den Zustand des verschränkten Teilchens fest.

Sende ich also einen Stapel dieser Kisten und du öffnest sie, erhälst du als Beispiel
00101100 (reiner Zufall)
und weiss dann, meine Kisten enthalten
11010011 (Wird festgelegt was du gemessen hast - also auch reiner Zufall - nur das Gegenteil deiner Messung)

Klar jetzt?

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delta.m

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02.09.2019 um 17:26

@Mafiatom

Mafiatom schrieb:Klar jetzt?

Hey, das ist wirklich ein super Beitrag zu diesem Thema!!!

Trotzdem nochmal die Frage an Dich:

Es gibt also (bis heute) KEINE Möglichkeit,
eine "zerstörungsfreie" Messung des Kisteninhaltes durchzuführen?

Ich frage deshalb,
weil ich irgendwo mal einen Bericht gelesen habe, dass es doch möglich ist.
(Habe es damals auch gespeichert , nur finde ich es gerade nicht).

In dem Bericht wurde beschrieben, wie verschränkte Photonen "zerstörungsfrei" gemessen werden konnten.
Die Wahrscheinlichkeit, dass ich da was missverstanden hab ist aber auch nicht klein ...

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02.09.2019 um 17:42

delta.m schrieb:Ich frage deshalb,
weil ich irgendwo mal einen Bericht gelesen habe, dass es doch möglich ist.
(Habe es damals auch gespeichert , nur finde ich es gerade nicht).

Du meinst vermutlich die indirekte Messung bei makroskopischen Objekten, wie sie Carsten Robens et al durchgeführt haben.

Diese indirekte Messung funktioniert bei quantisierten Größen leider nicht. Hier wir es gut erklärt:

https://www.scinexx.de/news/technik/atome-gleichzeitig-an-verschiedenen-orten/

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delta.m

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02.09.2019 um 18:27

@pluss

pluss schrieb:Du meinst vermutlich die indirekte Messung bei makroskopischen Objekten, wie sie Carsten Robens et al durchgeführt haben.

Uff, schwere Kost, die Du da servierst

Aber ich habe den Bericht, den ich meinte, in den Tiefen meines Laptops gefunden:

Original anzeigen (0,5 MB)

edit:
hier noch ein Link dazu
https://www.mpg.de/5886331/verschraenkung_quantenrepeater_quantenkommunikation

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pluss ehemaliges Mitglied

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03.09.2019 um 14:52

delta.m schrieb:Aber ich habe den Bericht, den ich meinte, in den Tiefen meines Laptops gefunden:

Moin @delta.m, ich habe jetzt mehrmals die Originalarbeit von Julian Hofmann et. al[1] (Quantenrepeater) und die von Serge Haroche[2][3][4] (Störungsfreie Messung), die ihm letztendlich den Nobelpreis einbrachte, durchgelesen. Mir ist es ehrlich gesagt etwas schleierhaft, wie es dem Autor gelungen ist die Arbeiten so zu interpretieren, dass daraus die von dir gepostete Grafik entstand.

Kennst du noch die Quelle der Grafik?

[1] http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.653.7175&rep=rep1&type=pdf
[2] http://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.77.4887
[3] Populärwissenschaftlich: http://www.laborundmore.com/dwldmag/M1AG6g32/L&M-8-2012.pdf
[4] Populärwissenschaftlich: http://www.spektrum.de/news/kontrolle-ueber-schroedingers-katze/1166945

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delta.m

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03.09.2019 um 16:23

@pluss

pluss schrieb:Kennst du noch die Quelle der Grafik?

Nach etwas Detektiv-Arbeit habe ich die "Quelle" endlich gefunden:
Sie ist ganz in der Nähe - nämlich in diesem Forum.

Ich habe mir das Bild damals aus dieser Diskussion abgespeichert:

Frage zur Gravitation und Quantenmechanik
Frage zur Gravitation und Quantenmechanik (Seite 12) (Beitrag von Z.)

So wie es aussieht,
hat @Z. dieses Bild zusammengestöpselt und in die Welt gesetzt
(Ist aber nur meine Vermutung)

Vakuum Fluktuationen messbar, kleine Sensation
Vakuum Fluktuationen messbar, kleine Sensation (Seite 2) (Beitrag von Z.)

Hoffe, es klärt sich nun alles auf ...

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pluss ehemaliges Mitglied

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03.09.2019 um 16:50

delta.m schrieb:So wie es aussieht,
hat @Z. dieses Bild zusammengestöpselt und in die Welt gesetzt

Errare humanum est - bin mir sicher das er die Arbeiten von Haroche und Wineland heute nicht mehr dahingehend interpretieren würde.

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Mafiatom

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03.09.2019 um 16:54

delta.m schrieb:Trotzdem nochmal die Frage an Dich

Hallo @delta.m

Deine Grafik veranschaulicht lediglich den Versand der (um bei unserem Beispiel zu blieben) Kisten ohne dabei die Verschränkung aufzulösen (zu zerstören, wie du sagst).

Deine Grafik macht also nur das:

Mafiatom schrieb:Die eine Kiste schicke ich dir, die andere behalte ich bei mir.

Letztendlich ändert sich jedoch an allem anderen rein gar nichts. Auch wenn wir nun die Technik hätten, die verschränkte Kreide (Photonen, Atome oder was auch immer) in einer Kiste an einen Ort unserer Wahl zu senden ohne das der Inhalt verloren geht!

Alles andere bleibt wie es ist.

Und wie gesagt:

Mafiatom schrieb:Es gibt kein Verfahren das im Vorraus das Messergebnis beeinflussen kann. Das Universum entscheidet sich bei der Messung spontan für einen der beiden Zustände und legt somit den Zustand des verschränkten Teilchens fest.

Das ist der Stand heute, aber ich wurde durch deinen Artikel auch belehrt: Es gibt wohl eine Theorie "der verborgenden Variablen" - also einem Teilchen, welches den Zustand bestimmt. Wenn dem tatsächlich so wäre, könnte man in der Tat.... Aber wie steht dort geschrieben (siehe Fett):

Das Steht auch in deinem Artikel ganz unten

delta.m schrieb:https://www.mpg.de/5886331/verschraenkung_quantenrepeater_quantenkommunikation

Einstein schlug zusammen mit den Physikern Boris Podolski und Nathan Rosen vor, dass die Messergebnisse schon vor der Messung in den Teilchen verborgen liegen und nicht erst im Moment der Messung festgelegt werden. Diese Theorie der sogenannten verborgenen Variablen konnte man durch bisherige Experimente nicht zweifelsfrei ausschliessen.

Oder auch auf Deutsch

Diese Theorie der sogenannten verborgenen Variablen konnte man durch bisherige Experimente nicht bestätigen.

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boe versteckt

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An die (Quanten-)Physiker / Aus Schwarzem Loch doch Infos gewinnen?

03.09.2019 um 21:01

Guten Abend in die Runde.
Vorab, bin absoluter superlaie, finde diese Themen wie quantenverschränkungen usw. aber echt sehr faszinierend.

Jetzt bin ich hier beim stöbern auf diesen thread gestoßen, in dem es auch Personen zu geben scheint, die sich mit den Themen gut auszukennen scheinen.
Vorallem die Erklärungen von @Mafiatom was die quantenverschränkung angeht fand ich jetzt selbst für mich superlaien echt gut. Danke.

Eine Frage hab ich jedoch, die hoffentlich nicht zu blöd oder off topic ist, wo ich hier von quantenverschränkungen, evtl. Versteckten Variablen lese.
Und zwar, hab ich mal im Zusammenhang mit den eben erwähnten Sachen, etwas von den sogenannten "bellschen-ungleichungen" aufgeschnappt. Jedoch selbstverständlich rein garnichts von verstanden 😅
Gibt es hier vielleicht jemanden der sehr vereinfacht für Laien erklären kann, was es damit so auf sich hat?

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Mafiatom

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04.09.2019 um 07:56

Moin @boe

Na jetzt buddelst du aber Dinger raus, dass sind echte Nüsse.
Ok, versuchen wir es ganz einfach und sehr abstrakt.

Im wesentlichen geht es dabei um dieses (fett)

Mafiatom schrieb:Mehr noch, bei der Quantenverschränkung haben beide Inhalte der Kiste eine Superposition (es ist ein uns dasselbe). In jeder Kiste ist eine schwarze und eine weisse Kreide gleichzeitig, aber erst beim messen (nachschauen) veranlasst das Messergebnis die Kreide dazu, seine Superposition zu verlassen und sich Augenblicklich und für alle Ewigkeit auf einen der beiden Zustände festzulegen. Nehmen wir weisse Kreide für deine Kiste. Augenblicklich ist in meiner Kiste der Zustand der Superposition verloren gegangen und meine Kreide wird unwiederbringlich schwarz sein.

Kurzes Vorwort:
Einstein störte sich an dem "augenblicklich". Seinen Gedanken und seiner ART, SRT zufolge, ist c konstant und nichts - keine Information - kann schneller sein als das Licht (c). Er glaubte nicht an die Quantenmechanik - Worte wie "Gott würfelt nicht", oder auch "Spukhafte Fernwirkung" sind seine Aussagen dazu.

Jedoch kam zu dieser Zeit die Quantenmechanik auf, die die Dinge vollkommen anders im Sub Bereich beschrieb. Da war nichts mehr lokal (örtlich bestimmbar) auch nicht in Zeit und Raum - die Dinge waren verschwommen und die Quanten verhielten sich unbestimmt. Sie konnten nicht mehr mit "das Quantum ist um 12.41 Uhr in der Quantengasse 4, in Braunschweig", sondern die QM gibt lediglich eine Wahrscheinlichkeit zu welcher Zeit und an welchem Ort das Quantum sein könnte.

WICHTIG: Quantenmechanik ist NICHT = Quantentheorie!
Vorwort Ende ;-)

Machen wir es einfach und bleiben wir beim Beispiel von oben Beispiel
Hmmm.... Also du eine Kiste, ich eine Kiste. In jeder Kiste ist eine schwarz/weiss Kreide. Die Kisten sind ungeöffnet, aber weit voneinander entfernt. Es bleibt bei dieser Ausage:

Mafiatom schrieb:1. Wenn ein Zustand weisse Kreide ist, ist der andere Zustand schwarze Kreide.
2. Wenn ich messe wird der Inhalt deiner Kiste das Gegenteil dessen sein, was ich gemessen haben.
3. Wenn du misst, wird der Inhalt meiner Kiste das Gegenteil dessen sein, was du gemessen haben.

Wir beide versuchen nun den Zustand der Kreide zu beschreiben die sich in der Superposition befinden. Du bist dabei Rollenspielerisch "ein Stein" und ich bin "ein Quantum", ok?

Du als "ein Stein" sagst, wenn obiges zutrifft, müssen die beiden Teilchen eine Wechselwirkung haben. Diese Wechselwirkung ist eine Information, die mit c übertragen wird.
Wir machen beide Kisten auf und messen fast zeitgleich das Ergebnis, meine Kiste hat weisse Kreide, deine hat schwarze Kreide. Soweit so gut, aaaaaber wir haben so zeitgleich gemessen und sind soweit voneinander Entfernt, dass wir die Wechselwirkung - also Informationsaustausch mit c - ausschliessen können. Der Vorgang der Kreiden ihre Supersositionen zu verlassen und sich zu entscheiden weiss oder schwarz zu werden war viel Schneller als c, ja für unsere messmethoden sogar Zeitgleich und Augenblicklich.

Als "ein Stein" bist du jetzt natürlich total angefressen, dieses würde ja nun deine Theorie vollkommen über den Haufen werfen. Also musst du dir was einfallen lassen, es durfte, konnte und sollte nicht schneller sein als c.

Für dich als "ein Stein" mussten beide Quanten zwei unterschiedliche Teilchen sein, die aber auf irgendeiner Art und Weise eine Verbindung zu Einander haben und miteinander Wechselwirken - ach nee, Wechselwirken ist doof, dass ist ja schneller als c - also sind die beiden Teilchen vorbestimmt. Da ist etwas verborgenes in jedem dieser Quanten welches schon vorher bestimmt ob es schwarze Kreide oder weisse Kreide sein wird. Geile Idee, die Teilchen Wechselwirken nicht mehr miteinander, sondern sind vorbestimmt. Genau das sagt auch die Quantentheorie aus.

Ich aber als "ein Quantum" sage, hey "ein Stein", diese beiden Teilchen sind ein und dasselbe Teilchen, welche sich jedoch Räumlich und Zeitlich an unterschiedlichen Positionen befinden. (Wenn das jetzt harter Stoff ist - du bist selbst daran Schuld und hattest ja gefragt).

So könnten wir uns nun bis an das Ende der Zeit streiten. Machen wir aber nicht.

Langer Rede, kurzer Sinn.
Die

boe schrieb:"bellschen-ungleichungen"

beschreiben nun das (oder auch die) Teilchen mit der Annahme von "ein Stein" und er Quantentheorie, dass jedes davon eine verborgene Information enthält, welche schon vorher Festlegen wird, ob es weisse oder schwarze Kreide sein wird.
Und: Die bisher durchgeführten Experimente zur Prüfung der Bellschen Ungleichungen sprechen gegen lokale Theorien "ein Stein" verborgener Parameter und bestätigen die Voraussagen der Quantenmechanik "ein Quantum" eindrucksvoll.

Ätsch, "ein Stein", ich habe recht bekommen.

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Mafiatom

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04.09.2019 um 08:44

NACHWORT zu Beitrag 1 und Beitrag 2

Schwarz/Weiss steht in keinem Zusammenhang mit einer Politischen, Religösen oder anderen Meinungen. Auch soll schwarz/weiss lediglich eine Zustandsänderung beschreiben. Diese Zustandsänderung in schwarz/weiss dient der besseren Beschreibung und der besseren Vorstellung und dient als Vereinfachung der Komplexibilität.
Dem tief eingefleischte QM und QTler sei gesagt: Natürlich könnten beide Kisten eine Quantum in Superposition beinhalten, welche mit einer 50%/50% Wahrscheinlichkeit schwarz oder weiss sein kann. Es ändert aber nichts daran, dass das Teilchen der anderen Kiste den gleichen Zustand wie das gemesssene Teilchen annimmt. Ich denke es ist einfacher zu verstehen wie ich es geschrieben haben und habe absichtlich auf die 1/3 Regelung und 50/50 Wahrscheinlichkeit verzichtet.

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