verschränkten

Verschränkung bezeichnet in der Quantenmechanik einen Zustand mehrerer Teilchen, in dem der Gesamtheit des Systems nicht als Produkt der Zustände der einzelnen Teilchen beschrieben werden kann. In verschränkten Zuständen sind die Ergebnisse von Messungen an den Teilchen miteinander korreliert, und die Bestimmung des Zustands eines Teilchens beeinflusst den Zustand des anderen, auch wenn die Teilchen räumlich weit voneinander entfernt sind. Die beobachteten Korrelationen lassen sich nicht durch klassische universelle Ursachen erklären und widersprechen einfachen lokalen Erklärungsmodellen.

Der Begriff wurde von Erwin Schrödinger in den 1930er Jahren geprägt, als er auf das Einstein-Podolsky-Rodol (EPR)-Gedankenexperiment reagierte. Schrödinger zeigte, dass die Quantenmechanik Vorhersagen mit nichtlokaler Verknüpfung zulässt, die sich qualitativ von klassischen Lokalisierungskonzepten unterscheiden. Seitdem wird Verschränkung als zentrales Konzept der Quanteninformation verstanden, wobei Zustände oft als verschränkte Zustände bezeichnet werden, die nicht separat beschrieben werden können.

Aus mathematischer Sicht lässt sich ein verschränkter Zustand nicht als Produkt der Einzelzustände schreiben. Ein bekanntes Beispiel ist der Bell-Zustand |Φ+> = (|00> + |11>)/√2; weitere Beispiele sind |Ψ−> = (|01> − |10>)/√2. Messungen an solchen Zuständen liefern Korrelationen, die sich in Bell-Ungleichungen widerspiegeln und durch Experimente bestätigt wurden.

Experimentell wurden Verschränkungen erfolgreich in Systemen wie Photonen, Ionen oder supraleitenden Qubits erzeugt. In den letzten Jahren konnten verzerrungsfreie Bell-Tests durchgeführt werden, die Loopholes schließen. Entanglement dient als Ressource der Quanteninformation: Quanten-Teleportation, Superdense Coding und Quantenkryptografie (z. B. E91) basieren darauf. Wichtig bleibt, dass Verschränkung nicht zur Übertragung von Informationen schneller als Licht genutzt werden kann; Messungen liefern zufällige Ergebnisse, und nur deren statistische Korrelation trägt Informationen.