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18 November 2008

TCP/IP mit Überlichtgeschwindigkeit...?

Die Grafik in der Arbeit von Herrn Anton Zeiliger auf Seite 58 der aktuellen Ausgabe des Spektrum der Wissenschaft mit dem Doppelspalt und den verschränkten Photonen finde ich erstaunlich.

Die Grafik zeigt ein Experiment, in dem ein UV-Laserstrahl in zwei verschränkte Strahlen aufspalten wird. Die Aussage ist, das man in dem einem Strahl die Information über die Y-Koordinate vollständig vernichtet werden muss, damit im anderen Zweig der Photonenstrahl um Doppelspalt das klassische Muster der Welleninterferenz zeigt.

Wenn man mit der Linse die Photonen nach einer Brennweite auf eine Punkt konzentriert, soll die notwendige Informationsvernichtung stattfinden. Klassisch ist die Information ob der Weg "oben Rum" oder "unten Rum" ging im senkrechten Impuls des Lichtteilchens codiert, der aber in der Quantentheorie bei einer Konzentration in einem Punkt nach der heissenbergschen Unschärferelation nicht mehr definiert ist. Nur so ist zu verstehen, das die Information über den Weg ausgelöscht wird - raffiniert - aber wie justiert man einen so singulären Punkt?

Auch finde ich die Frage interessant, ob für die Beobachtung des Interferenzmusters im Doppelspalt zweig ein Koinzidenzzähler notwendig ist, weil die verschränkten Photonen prinzipiell nicht rein darstellbar sind. Oder ob dieser nur hilfreich ist, um Hintergrundlicht zu eliminieren. Im vollkommenen Dunklen und mit einer Filter der den ursprünglichen UV Pump Strahl zurückhält sollte das eigentlich möglich sein.

Andererseits wären die verschränkten Photonen rein darstellbar, so müsste den Ausführungen zufolge das Interferenz Streifenmuster erscheinen, wenn der andere Strahl im Brennpunkt der Linse vernichtet wird, und verschwinden, wenn der Strahl an der Linse vorbeigeleitet wird oder sonstwie ausgemessen wird. In diesem Fall würde jedes Photon nach dem Doppelspalt entweder der additiv überlagerten normalen Verteilung eines einzelnen Spaltes oder aber der Verteilung des Doppelspaltes folgen, und damit jeweils einen stochastischen Hinweis darauf liefern, ob im anderen Zweig die Photonen an der Linse vorbeigeleitet werden oder nicht. Damit sollte dann nach einer ausreichenden Zahl von Photonen mit einer vorgegebenen Irrtumswahrscheinlichkeit feststehen, ob die Photonen im anderen Zweig gemessen werden. Wenn ja, wäre das aber für eine Datenübertragungsstrecke ausreichen. Bei der klassischen Informationsübermittlung mit Energie tritt wegen des thermischen Rauschen auch immer eine Irrtumswahrscheinlichkeit auf. Das Interessante ist, das in diesem Fall die Latenz (Ping Zeit) und die Bit rate nur von der Rate der verschränkten Photonen abhängt und nicht mehr von der Entfernung der Endstellen, da sich die Photonen beliebig weit voneinander entfernt haben können, bevor sie für die Übertragung genutzt werden, die Kohärenz aber instatantan aufgehoben wird.

Auch die Tatsache, das zwei verschränkte Photonen sich verhalten wie ein Teilchen, das heißt die halbe quantenmechanische Wellenlänge haben, wäre ein Ansatz für so eine Übertragung. Leider habe ich nirgendwo gefunden, ob die k-verschränkten Photonen zusammen durch ein Hindernis wie den Doppelspalt gehen müssen, um das Interferenzmuster mit den k-fach kleineren Muster zu zeigen, oder ob auch jedes einzelne Photon für sich diese erstaunliche Eigenschaft zeigt, da es ja unabhängig vom Abstand mit dem andrem verbunden bleibt. Auch in diese Fall würde das Muster einen Hinweis
liefern, ob im anderem Zweig die Photonen kohärent bleiben oder eben nicht.

Einen Versuch wäre es wert, TCP-IP ohne Energietransport von Alice zu Bob und damit mit "Warp Geschwindigkeit" wäre für die Besiedlung des Weltraums von unschätzbarem Wert. Außerdem hätte es weitreichende Folgen im Zusammenhang mit der Relativitätstheorie für das Kausalitätsprinzip, da die Relativitätstheorie verlangt, das sich kein Signal schneller als das Licht ausbreitet. Aus diesem Grunde wäre es auch nicht verwunderlich, wenn das Experiment zeigen würde, das es nicht möglich ist, ohne Koinzidenzschaltung das Muster zu erkennen respektive alle Photonen eine Struktur passieren müssen, um die k-fach verkleinerte quantenmechanische Version zu erhalten.