P97: Quantenmechanischer Bombentest

 16.4 Quantenmechanischer Bombentest

Auch dieses Experiment ist real ausgeführt worden (allerdings mit einem normalen Absorber statt einer Bombe). Aber als Bombentest ist es berühmt geworden.

Beim normalen MZI spricht D1 immer und D2 nie an.

Nun kommt in den oberen Weg eine Bombe, die schon durch ein einzelnes Photon ausgelöst werden kann.

Also: Licht anmachen und hingucken geht schon mal gar nicht...

Also baut man im Dunklen ein MZI um die Bombe herum...so wie im Bild dargestellt.

nach J.Pade, Quantum Mechanics for Pedestrians 1, Springer

 

 

 Jetzt sagt die QM, dass an jedem Strahlteiler die Wahrscheinlichkeiten aufgeteilt werden . In beiden Detektoren trifft also ein in das MZI geschicktes Photon mit 25% Wahrscheinlichkeit an.

Wäre keine Bome im Strahlengang, so wäre D2 immer dunkel. Wenn man aber in D2 ein Photon empfängt, dann weiß man sicher, dass eine Bombe im Strahlengang ist.

Leider erhält man nur in 25% der Fälle eine richtige Antwort.

Aber es gibt den sog. Quanten-Zeno-Effekt: Durch fortlaufende Messungen kann man Zustandsänderungen verhindern oder ermöglichen. Das wollen wir hier nicht behandeln. Aber damit gelingt es die Bombe mit eienr Wahrscheinlichkeit von 100% nachzuweisen, ohne dass jemals ein Photon wirklich dort war.

Und was muss man machen, um die Bombe zum Explodieren zu bringen? Nur den oberen Strahlenteiler rausziehen und feste Wege ermöglichen. Dann wird in 50% der Fälle ein losgelassenes Photon die Bombe zur Explosion bringen.