Quantenereignisse

Quantenereignisse bezeichnet man in der Quantenmechanik als Ergebnisse von Messprozessen oder andere Gegebenheiten, bei denen eine Observable einen konkreten Messwert annimmt. Typische Quantenereignisse sind der Nachweis eines Teilchens an einem Detektor, die Bestimmung des Spins eines Elektrons oder die Registrierung eines Photons durch einen Detektor. Vor dem Ereignis beschreibt die Quantenmechanik den Zustand durch eine Wellenfunktion oder einen Dichteoperator; die Entwicklung erfolgt gemäß der Schrödinger- bzw. Liouville-Gleichung, also unitär und deterministisch, bis eine Messung stattfindet.

Das Messresultat ist probabilistisch und folgt der Born-Regel: Die Wahrscheinlichkeit, einen bestimmten Messwert zu erhalten, entspricht dem Betragsquadrat der Amplitude des Zustands in der Messbasis. Damit unterscheiden sich Quantenereignisse grundlegend von klassischen Ereignissen, bei denen Werte eindeutig bestimmt sind.

Nach dem Messprozess wird die Zustandsbeschreibung oft durch den gemessenen Wert aktualisiert; in der klassischen Formulierung wird von einem Kollaps der Wellenfunktion gesprochen. In anderen Interpretationen, wie der Many-Worlds-Interpretation, spaltet sich der Zustand in verschiedene Zweige, ohne Kollaps.

Quantenereignisse sind essenziell für Experimente, Quantenkommunikation und Quantencomputing, da sie die Brücke zwischen Wahrscheinlichkeitsvorhersagen und konkreten Messergebnissen bilden. Ihre statistische Auswertung ermöglicht die Bestimmung von Eigenschaften von Quantensystemen und die Prüfung theoretischer Modelle.