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Board-AnsichtQuantenphysik und Diplomatie (Elektronik)
verfasst von bardeaustinte 
, 05.10.2011, 15:47 Uhr
--> Forsetzung vom letzen Post
Unschärfe
Ein weiteres Resultat der Quantenmechanik, das der Alltagserfahrung widerspricht, ist, dass zwei unabhängige Messgrößen nicht immer gleichzeitig gemessen werden können. Angenommen, im obigen Beispiel haben wir gemessen, dass der Spin _in z-Richtung_ (genauer die Projektion des Drehimpulsvektors auf die z-Achse) nach oben ausgerichtet ist ("1z" gegenüber "0z"). Dann wissen wir nichts über die Projektion in x-Richtung, hier liegen also zwei überlagerte Zustände 0x und 1x vor. Jede weitere Messung des Spins in z-Richtung wird wieder 1z ergeben. Messen wir anschließend den Spin in x-Richtung, bekommen wir als Messergebnis entweder 0x oder 1x. Angenommen, wir messen 0x, dann wird jede weitere Messung wieder 0x ergeben, aber: Der Spin in z-Richtung ist nun wieder eine Überlagerung aus 0z und 1z, da die Messung der anderen Größe das System gestört hat. Bei der nächsten Messung des Spins in z-Richtung könnte 0z (oder 1z) gemessen werden.
Dieses Problem tritt ebenfalls im Spaltexperiment auf (es reicht ein Spalt): Wenn wir Ort und Impuls eines Teilchens messen, so ist das Produkt der Messungenauigkeit immer größer ħ/2 ** - auch mit einem hypothetischen perfekten Messgerät. Wenn wir zum Beispiel den Ort des Teilchens bestimmen wollen, können wir eine Lochblende benutzen und untersuchen, ob es hindurchgeflogen ist. Da das Teilchen aber auch als Welle aufgefasst werden kann, bildet das Loch den Ursprung einer Kugelwelle, d.h. wir wissen nicht, in welche Richtung der Wellenvektor des Teilchens zeigt.
Quantenkryptographie
Zu guter letzt ist es möglich, mit Hilfe der Quantenmechanik gewisse Informationen instantan (schneller als das Licht) zu übertragen: Atome können dazu angeregt werden, Photonenpaare auszusenden. Die einzelnen Photonen kann man dann zu verschiedenen orten (Bank und Kunde) senden. Misst die Bank die Polarisation ihrer Photonen, erhält sie eine Abfolge aus Nullen und Einsen. Der Kunde misst dieselbe Abfolge, was man Verschränkung nennt: Beide Photonen eines Paares sind im gleichen Zustand. Misst aber ein Anhörer zwischenzeitlich einen Teilchenstrom, so ist dessen Zustand vorher zerstört worden (wie beim Elektronenspin), deshalb werden Kunde und Bank nicht mehr dieselbe Sequenz messen. Dies können sie durch Vergleich einer kurzen Sequenz ihrer Messdaten feststellen, und wissen dann, dass sie die Messdaten nicht als Kennwort einer Transaktion verwenden dürfen (bzw. nicht verwenden können, denn sie stimmen ja durch die Störung nicht mehr überein).
** ich hoffe, das h-quer wird richtig angezeigt. h-quer = h/(2*pi), Energieeinheit.
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Ich hoffe, das ist soweit verständlich. ich hab in Anlehnung an die im jetzigen Artikel genannten Themen geschrieben. wer mehr wissen will, kann natürlich noch weitersuchen.
Was mich am jetzigen Artikel gestört hat, war vor allem folgender Satz:
» Wenn man Quantenbits abruft (beobachtet), dann wird ihr Zustand zerstört.
» Das ist die Eigenschaft, die die Quantenphysik von der klassischen Physik
» unterscheidet.
Hoffentlich ist deutlich geworden, dass das wirklich Geschwurbel ist: Das genaue Gegenteil des Geschriebenen ist richtig, denn bei jeder weiteren Messung erhält man denselben Wert, während vorher quasi kein (eindeutiger) Wert vorhanden war, den man hätte messen können. Die Zerstörung des Messwerts, oder genauer: des Zustands, findet erst statt, wenn man eine _andere_ Größe misst.
Gut, dass das nicht das erste Forum ist, in dem ich lese, denn sonst wäret ihr jetzt um einen Beitrag ärmer. 
Liebe Grüße,
Til
*Material: Hauptsächlich Papier und Tinte (über die Zeit verteilt nicht teuer), außerdem jemand, der über 3 Jahren langsam zum Physiker transformiert wird. Wenn man das selbst ist, muss man leider immer noch alle Werte selbst eintippen, nur Dozenten haben da angeblich jemanden, der das für sie macht. Als Futter werden lediglich große Mengen Kaffee und energiereiche "Lebens"-Mittel gebraucht.
Gesamter Thread:
, 04.10.2011, 19:02, 04.10.2011, 21:43, 04.10.2011, 21:54, 04.10.2011, 22:12, 05.10.2011, 13:40