Wurde nachgewiesen, dass Quantenverschränkung über unendliche Entfernungen stattfinden kann?

Zunächst einmal ist es sehr wichtig festzuhalten, dass die Quantenverschränkung keine gespenstische Fernwirkung ist , wie Einstein es einmal genannt hat! Es ist eine starke Korrelation von Messwerten, die stärker ist als jede klassische Korrelation jemals sein könnte. Dies wurde experimentell durch die sogenannte Verletzung der Bellschen Ungleichungen verifiziert .

Zweitens wurde die Quantenverschränkung für Entfernungen von etwa 100 km erfolgreich demonstriert, wie der Wikipedia-Artikel über Quantenteleportation aussagt (Referenzen in Zeitschriften wie Nature sind dort angegeben).

Zeilingers Experimente zur Verteilung der Verschränkung über große Entfernungen begannen sowohl mit Quantenkommunikation im freien Raum als auch mit faserbasierter Quantenkommunikation und Teleportation zwischen Labors, die sich auf den verschiedenen Seiten der Donau befinden. Dies wurde dann auf größere Entfernungen über die Stadt Wien und zuletzt auf 144 km zwischen zwei Kanarischen Inseln ausgedehnt, was zu einer erfolgreichen Demonstration führte, dass Quantenkommunikation mit Satelliten machbar ist. Sein Traum war es, verschränktes Licht von Satelliten im Orbit abprallen zu lassen.[1] Dies wurde während eines Experiments am italienischen Matera Laser Ranging Observatory erreicht.[4]

Zugegeben, das ist keine Demonstration in unendlicher Entfernung , aber in dieser Größenordnung wurde noch nie etwas demonstriert, und wir könnten dies niemals tun, und eine solche Demonstration zu fordern, ist unvernünftig . Aber bitte nicht die unterschiedlichen Skalen, um die es hier geht! Normalerweise denken wir an Quantenmechanik, um die mikroskopische Welt zu beherrschen, die Längenskalen von unter einem Mikrometer umfasst, dh$10^{-6} m$. Erzielen von Quanteneffekten auf einer Längenskala von$100 km = 10^5 m$bedeutet, dass Sie 11 Größenordnungen überspannen. Sie können dies scherzhaft "unendlich für alle praktischen Zwecke" nennen.

Das Missverständnis ist, dass sich im Moment Ihrer Messung nichts ändert . Es gibt ein klassisches Analogon, das im Detail falsch ist, aber die Hauptidee betont: Angenommen, Sie nehmen zwei Spielkarten, eine ist ein König und die andere eine Dame. Sie mischen sie und lassen Ihren Freund zufällig eine auswählen, während Sie die andere behalten. Jetzt haben Sie den König mit Wahrscheinlichkeit$1/2$und die Dame auch mit Wahrscheinlichkeit 1/2, aber ohne nachzuschauen weiß man nicht welche man hat. Du weißt auch nicht, welches dein Freund hat. Aber sobald Sie Ihre Karte ansehen, wissen Sie sofort, welche Ihr Freund hat: Wenn Sie den König haben, muss er die Dame bekommen haben. Es gibt keine gruselige Fernwirkung, die das Aussehen der Karte Ihres Freundes irgendwie verändert!

In der Quantenmechanik ist es zugegebenermaßen etwas komplexer, denn nicht nur, dass man nicht weiß, welche Karte man hat, ohne hinzusehen, es wird auch erst bestimmt, wenn man hinschaut. Es ist jedoch möglich, die Mathematik und die Mechanismen durchzugehen und eine zufriedenstellende Erklärung zu finden, die keine überlichtschnellen Kommunikationen und Prozesse beinhaltet.

Da meine Alma Mater involviert war, kann ich darauf hinweisen :

Ein Team europäischer Wissenschaftler hat im Rahmen einer ESA-Studie bewiesen, dass der seltsame Quanteneffekt namens „Verschränkung“ über eine Distanz von 144 Kilometern intakt bleibt.

( Quelle )

Im September 2005 richtete das europäische Team das 1-Meter-Teleskop der ESA auf der Kanareninsel Teneriffa auf das Roque de los Muchachos-Observatorium auf der 144 Kilometer entfernten Nachbarinsel La Palma. Auf La Palma erzeugte ein speziell gebautes quantenoptisches Terminal unter Verwendung des SPDC-Prozesses verschränkte Photonenpaare und schickte dann ein Photon nach Teneriffa, während das andere zum Vergleich aufbewahrt wurde.

Es gibt eine Anstrengung für Quantenverschränkung in Weltraumexperimenten .

Experimentell wurde nicht nachgewiesen, dass es über eine unendliche Entfernung funktioniert, da dies unmöglich wäre.

Um die Quantenverschränkung besser zu verstehen (und warum Entfernung kein Problem ist), schlage ich vor, mit dem EPR-Paradoxon zu beginnen .