Kann Schrödingers Katze tot und lebendig sein?

Präsentation zum Thema: "Kann Schrödingers Katze tot und lebendig sein?"—  Präsentation transkript:

1 Kann Schrödingers Katze tot und lebendig sein?
Der Physik-Nobelpreis 2012 Serge Haroche, 68 J., Paris; David Wineland, 68 J., Boulder. Amand Faessler, Tübingen

2 Collège de France, Paris,
David Wineland, 68 Jahre, University of Colorado und National Institute of Standards and Technology, Boulder /USA Serge Haroche, 68 Jahre , Collège de France, Paris, Frankreich

3 Lehrer-Schüler; Nobelpreise
Kopfermann (Göttingen  Heidelberg) Wolfgang Paul (Bonn) Nobelpreis 1989 Hans Georg Dehmelt (Göttingen, Seattle) Nobelpreis 1989 Peter Toschek (Hamburg) 1980 ein Ion in Paul-Falle David Wineland (Boulder) Nobelpr. 2012

4 Kann Schrödingers Katze zugleich tot und leendig sein?

5 Schrödingers Katze 1935

6 Das Doppeleben von Schrödingers Katze: Lebendig oder tot ?

7 Jöhnson‘sche Dr-Arbeit: Elektron durch Doppelspalt bei Möllenstedt in Tübingen 1959
Ein Elektron geht gleichzeitig durch beide Spalte (Bilokation: Sonst nur bei Heiligen). Elektronenquelle

8 David Wineland: Paul-Falle um ein Ion zu speichern
David Wineland: Paul-Falle um ein Ion zu speichern. Anregung mir Laser-Strahlen. Ion hat drei beteiligte Zustände: Anregung durch Laser. Wechselstrom

9 Wineland hat drei Ionen in seiner Falle

10 Serge Haroche: Atom in zwei verschiedenen hoch angeregten „Rydberg“-Zuständen.
Photonen-Falle mit 10-16 Um Faktor 100 genauer als die Cäsium-Funkuhr der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt. Seit dem Urknall (14 Milliarden Jahre) höchstens 5 Sekunden falsch. Rubidium-Atome

11 Wineland  Haroche

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13 Apparatur von Haroche: Wieviele Photonen(g‘s) sind im Hohlraum C ?
Blau: Rb-Strahl Laser | >: n=50 R1: | >: n=51 Rosa: p/2 - Laser-Puls  | > + eiDE t | > In Hohlraum C: | >  | > + g | > + g  | >

14 Apparatur von Haroche: Wieviele Photonen(g‘s) sind im Hohlraum C ?
Blau: Rb-Strahl In B, Laser | > In R1, Laser | > Rosa: Laser-puls p/2  | > + eiDE t | > Coulomb-Pot Abstand In Hohlraum C: | >  | > + g | > + g  | > n= 51 n= 50

15 Vom Computer zum Quanten-Computer
Normaler Computer: Bit 0 oder L Ziffer: 0  0; Ziffer: 1  L Ziffer: 8  L000 = 1*23+ 0*22 + 0*21 + 0*20 Ziffer: 13  LL0L = 1*23 + 1*22 + 0*21 + 1*20 Grundrechenoperationen: Addieren, Subtrahieren, Multiplizieren und Dividieren werden aus einfachen Manipulationen mit den sogenannten Gattern (Gates) zusammengesetzt.

16 Quanten-Computer Wir benötigen auch zwei Zustände: 0 und L
Z.B. : Angeregt : ; Grundzustand: Kohärente Besetzung: Quantenbit = Qubit b = a1*|0> + a2*|L>; |a1|2 = 50 %; |a2|2 = 50 % Ziffern 0 bis 15 alle gleichzeitig in: b4b3b2b1 Ziffer = bN…..b3b2b1 Darstellung aller 2N -1 Zahlen. Gleichzeitig Multiplikation aller Zahlen von (0 bis 15)*(0 bis 15): b4b3b2b1 * c4c3c2c1 Quanten-Gatter (Quantum Gates)

17 Der Pferdefuß !!! und ergibt nur ein beliebiges Resultat.
Auslesen zerstört Kohärenz und ergibt nur ein beliebiges Resultat. Durch Gatter-Operationen kann die Wahrscheinlichkeit das richtige Resultat auszulesen bis beinahe 100% erhöht werden.

18 Was ist einfacher beim Quanten-Computer?
Skalierung? Nein! Zuverlässigkeit ? Nein! Schnelligkeit? Nein! Suche eines Namens zu einer Telefonnummer (z. B. im Berliner Telefonbuch mit 2 Millionen Eintragungen: im Mittel 1Million Versuche. Mit Quanten-Computer Wurzel(2 Millionen) = 1415 Versuche. Ja! Sichere Verschlüsselung: Zerlegung einer großen Zahl (250 Stellen) in Primzahlen nicht möglich für klassische Computer. Ja! (National Security Agency = NSA in den USA) Sichere Verschlüsselung. (U-Boote; Rommel)

19 Kann Schrödingers Katze tot und lebendig sein?
Zusammenfassung: Kann Schrödingers Katze tot und lebendig sein? Der Physik-Nobelpreis 2012: Serge Haroche, Paris; David Wineland, Boulder. Einzelne Atome manipuliert. Messung ohne Zerstörung des Zustandes. Schrödingersche Katzen-Zustände: Grundzustand und angeregt, Atom ist in beiden Zuständen, bei Messung nur in einem. Quanten-Computer: a) Suche in einer N-Liste: Wurzel(N)  N Rechner. b) Total sichere quantenmechanische Verschlüsselung. ENDE Amand Faessler, Tübingen