P 95: Teleportation: Eine Vision wird real
16.2 Teleportation
Wir wollen in diesem Zusatzkapitel einige Grundideen vermitteln. Im Januar 2021 halte ich zu diesem Thema einen Online-Vortrag. Den werde ich hier nachträglich verlinken.
Platz für Link
16.2.1 Was wird teleportiert?
Wenn sich Scotty auf einen Planeten beamen lässt, hat man den Eindruck er selbst käme da hin. Das ist so nicht ganz richtig.
Beim Teleportieren wird kein Objekt gebeamt, sondern nur die Eigenschaften eines Objektes auf ein andere sübertragen.
Banal ausgedrückt: Nicht der Körper, nur der Geist wird teleportiert.
Wobei ich dem Geist keine eigenständige Existenz zuordnen will, aber wenn alle Eigenschaften eines Körpers exakt übertragen werden, dann hat der neue Körper auch den gleichen Geist, denn alles "Geistige" ist eine Begleiterscheinung des Materiellen.
Also die Grundidee ist:
Ein Objekt (bisher sind es Photonen, bald werden es Moleküle sein, in Star Trek sind es Menschen) wird vollständig analysiert und die ihm innewohnende Information an einen anderen Ort übertragen. Dort wird ein neues Objekt aus anderem Material zusammengesetzt und erhält die übertragenen Eigenschaften.
Am Ursprungsort verschwinden alle Eigenschaften das ursprünglichen Objektes.
Also: Wenn man ein Photon beamen will, dann muss am Zielort ein Empfängerphoton vorhanden sein.
Will man einen Menschen beamen, dann müssen am Zielort ein Eimer Wasser, Sand und ein paar Schwermetalle rumliegen...
Schon jetzt weiß ich: Ich werde nicht der erste sein, an dem man das ausprobiert...
Leider gibt es ein Riesenproblem:
No-Cloning-Theorem:
Quantenzustände lassen sich nicht klonen.
Die vollständige Information über ein Objekt kann nicht ausgelesen werden. Das lässt sich letztlich mit der Unbestimmtheitsbeziehung begründen.
16.2.2 Umgehen des No-Cloning-Theorems
1993 fand man die Lösung: Mit Hilfe von Verschränkung kann man das No-Cloning-Theorem umgehen.
Ich will das einmal sehr vereinfacht darstellen:
Alice hat ein gelbes Photon (gelb steht hier für eine Eigenschaft). Charlie (EPR Source) hat ein Paar aus zwei verschränkten blauen Photonen. Eins sdavon chickt er an Alice und das andere an Bob.
Das blaue Photon von Alice wechselwirkt mit ihrem gelben, so dass es auch gelb wird.
Das ursprünglich gelbe Photon von Alice hat seine Eigenschaft "gelb" verloren.
Durch die Verschränkung der beiden blauen Photonen wird in diesem Moment Bobs blaues Photon auch gelb.
Übrigens: EPR steht für Einstein-Podolski-Rosen, diese drei haben 1936 die Grundidee dazu gehabt.
Leider ist das etwas komplizierter:
16.2.3 Datenübertragung notwendig
Die Wechselwirkung bei Alice findet mit einem bestimmten Messvorgang statt, der ein zufälliges Bezugssystem benutzt (man nennt das Bell-Zustand). Es gibt vier solcher Bell-Zustände und Alice muss Bob mitteilen, welchen Bell-Zustand sie zufälligerweise nutzen konnte.
Nur wenn zufälligerweise Bobs Photon auch in diesem Bellzustand registriert wurde, dann hat es die neue Eigenschaft.
Die Übertrgaung gelingt also nur in 25% aller Fälle.
Bob kann das auch erst nachträglich feststellen, wenn er das Protokoll von Alices Messung kennt. Das muss ihm auf ganz normalem Datenweg übermittelt werden.
Deswegen muss am Ort, an den man etwas hin beamen will, nicht nur das richtige Material herumliegen, es muss ein Messgerät für Bellzustände und ein Datenempfänger (Fax, Handy) vorhanden sein.
Was in Star Trek gemacht wird, ist also unmöglich: Irgend jemanden irgend wo hin beamen...
Beispiel: Will ich die Umrisse von Grönland mit einem 3 D-Drucker ausdrucken, dann muss der das gleiche Koordinatensystem verwenden, was ich auch auf der Karte benutze. Der Durcker braucht dazu die Info und natürlich Druckmaterial...
Die Erzeugung von Bellzuständen ist recht einfach: Man lässt die beiden Photonen aus unterschiedlichen Richtungen an einer Glasplatte reflektieren bzw. durchfliegen.
Das würde aber jetzt zu weit führen, darauf einzugehen.
16.2.4 Gelungene Teleportation von Photonen
Trotz der ganzen Schwierigkeiten ist das Teleportieren genau mit dem von der QM vorhergesagten Ergebnis praktisch durchgeführt worden. Mal wieder hat sich gezeigt, die wirrsten Ergebnisse der Quantenmechanik kommen in unserer Welt nachweisbar vor....
Nun, 1917 flog das erste Flugzeug auch nur 15 m weit...und schon wenige Jahrzehnte später gab es den ersten Antlantikflug mit einem Jet. Mal sehen wie eure Urenkel reisen...Teleportieren wäre schon klasse...man könnte alle Vireninformationen einfach nicht mit übertragen und käme vollkommen gesund an...
Hier nun die erfolgreichen Experimente:
2003: Universität Genf über 2 km langes Glasfaserkabel
2010: China: 16 km langes Glasfaserkabel
2015: 100 km Glasfaserkabel, aber nur 1% der Fälle erfolgreich
Also: Wer macht freiwillig als Testperson mit?
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