Nichtlokalitätseigenschaften

Nichtlokalität bezeichnet in der Quantenmechanik das Phänomen, dass Messresultate verschränkter Teilchen stark korreliert sein können, auch wenn die Messungen räumlich weit getrennt durchgeführt werden. Im Gegensatz zum klassischen lokalen Realismus kann eine solche Korrelation nicht durch lokale versteckte Variablen beschrieben werden, die unabhängig von der Messung an anderen Orten existieren.

Die theoretische Grundlage bilden Bell-Ungleichungen; Bell zeigte, dass bestimmte Annahmen über Lokalität und Realismus durch Quantenmechanik verletzt werden. Verschränkte Zustände, wie der Bell-Zustand, liefern Korrelationen, die sich nicht als Produkte lokaler Zustände darstellen lassen.

Das No-Signaling-Theorem besagt, dass diese Korrelationen keine Information schneller als Lichttransport ermöglichen; Nichtlokalität beeinflusst die Ergebnisse allein über Korrelationen, nicht über signalgebundene Nachrichten.

Historisch leitete das EPR-Paradoxon (1964) Debatten über lokale Realismus ein; Bell lieferte 1964 den formalen Rahmen. Seit den 1980er-Jahren wurden Bell-Tests durchgeführt; in vielen Experimenten waren Loopholes wie Detektion oder Lokalisität ein Thema. 2015–2016 wurden loophole-free Bell-Tests berichtet, die zentrale Loopholes schließen und die Quanten-Nichtlokalität weiter untermauern.

In der Praxis hat Nichtlokalität wichtige Implikationen für Quanteninformation, etwa in der Quantenkryptographie (device-independent QKD) oder in der Quantenfernübertragung. Unterschiedliche Interpretationen der Quantenmechanik diskutieren, ob Nichtlokalität eine reale Eigenschaft der Welt widerspiegelt oder ob sie andere, weniger rätselhafte Erklärungen bevorzugen.