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Quantenteleportation.  Teleportation  Verschränkung  Allgemeine Idee der Quantenteleportation  Theoretische Durchführung im Detail  Erfolgreiche.

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Präsentation zum Thema: "Quantenteleportation.  Teleportation  Verschränkung  Allgemeine Idee der Quantenteleportation  Theoretische Durchführung im Detail  Erfolgreiche."—  Präsentation transkript:

1 Quantenteleportation

2  Teleportation  Verschränkung  Allgemeine Idee der Quantenteleportation  Theoretische Durchführung im Detail  Erfolgreiche Teleportationen  Praktische Bedeutung  Quellen Inhalt

3  Objekt scannen  Information an Zielort senden  Objekt aus Teilchen am Zielort nach Plan zusammensetzen  zu untersuchendes Objekt wird zerstört  Maximal Lichtgeschwindigkeit Teleportation - Prinzip Analyse Teilchenvorrat Synthese

4  Heisenberg´sche Unschärferelation Quanten-Teleportation Probleme MurmelnElektronen

5  Heisenberg´sche Unschärferelation  Quantenobjekt durch Messung beeinflusst  Superposition kollabiert Quanten-Teleportation Probleme MurmelnElektronen bei Messung an einem Spalt

6  Quantenwürfel  Verschränkung:  gemeinsamer Zustand von zwei oder mehr Teilchen  Messung an einem legt instantan Zustand des anderen fest  Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) Paare  Einstein: „spukhafte Fernwirkung“ Idee zur Umgehung: Verschränkung

7 Allgemeine Idee der QT Quelle von verschränkten Teilchen: Immer eines horizontal und das andere damit vertikal polarisiert Alice Relative Polarisations- messung Bob Ergebnis der Messung Transformationsvorschrift Horizontal oder vertikal polarisiert 1.Gleiche Polarisation -> um 90° drehen 2.Unterschiedliche Polarisation -> B = X

8 Folgen:

9  spontaneous parametric down conversion (SPDC)  Einfallendes Photon in einen optisch nicht-linearen Kristall zerfällt in zwei speziell verschränkte Photonen Theoretische Durchführung der QT EPR-Paar erzeugen β-Bariumborat UV-Laser z.B. λ = 400nm Verschränktes Photonenpaar: Beide haben keine eindeutig definierte Polarisation aber die Polarisationen sind immer komplementär zueinander z.B. beide λ = 800nm

10  Zweites EPR-Paar erzeugen und D mit Detektor messen: Wenn Signal, dann findet BSM statt  C ist nach Durchgang durch Polarisator das Photon X, welches in der BSM nun mit A verschränkt wird  Wichtig: A und X gleichzeitig zur BSM Theoretische Durchführung der QT Bell-Zustandsmessung Spiegel Messgerät Polarisator

11  BSM verschränkt A mit X (zwei bereits existierende unabhängige Photonen)  Ununterscheidbare Photonen, exakt gleichzeitig -> Quanteninterferenz Theoretische Durchführung der QT Bell-Zustandsmessung Horizontal oder Vertikal Halbdurchlässiger Spiegel: 50% Chance für Reflektion und 50% Chance für Durchgang auf beiden Seiten Detektor

12 Theoretische Durchführung der QT Bell-Zustandsmessung

13  Signal in beiden Detektoren: B hat gleichen Quantenzustand wie X  BSM: erfolgreiche Teleportation in 25% der Fälle  Keine vollständiger Bell-Zustandsanalysator für alle vier Fälle  Schwierigkeiten beim Isolieren vor Umwelteinflüssen Theoretische Durchführung der QT Bell-Zustandsmessung

14  Bestätigung der Theorie: Messgeräte messen B und X, wenn beide Detektoren der BSM ein Signal gaben, also bei erfolgreicher Teleportation, ist X identisch mit B Theoretische Durchführung der QT Bell-Zustandsmessung Messgerät Polarisator Messgerät

15  C wird nicht polarisiert, Superposition bleibt erhalten  Nach BSM und erfolgreicher Teleportation ist Verschränkung mit D von C auf B übergegangen Theoretische Durchführung der QT Verschränkungsaustausch Spiegel BSM Detektor

16  1998: Zeilinger: Verschränkungs-Teleportation  2003: Genf 2km  2004: verschränkte Ionen teleportiert  2004: 600m außerhalb eines Labors  2009: kontinuierliche Teleportation  2010: China 16 km  2012: China 97 km  2012: 143 km Teneriffa, La Palma Praktische Durchführung der QT Erfolge

17  Mehr „überwundene“ Luft zwischen Teneriffa und La Palma, als zwischen Erde und geostationären Satelliten Praktische Durchführung der QT La Palma - Teneriffa

18  Mit QT können Informationen oder Gegenstände weiterhin nicht schneller als c transportiert werden  Mit QT werden Quantenzustände übertragen ohne dabei gemessen, also verändert zu werden  Quantenrepeater  Quantencomputer  Quanteninternet  Tieferes Verständnis unserer mysteriösen Quantenwelt Praktische Bedeutung

19    https://www.physik.uni-kl.de/agfleischhauer/dokuwiki/lib/exe/fetch.php?media=teaching:handout-huthmacher.pdf https://www.physik.uni-kl.de/agfleischhauer/dokuwiki/lib/exe/fetch.php?media=teaching:handout-huthmacher.pdf     https://www.youtube.com/watch?v=y3-PqH-qZKA#t= https://www.youtube.com/watch?v=y3-PqH-qZKA#t=  https://www.youtube.com/watch?v=iehnYYJFkGc https://www.youtube.com/watch?v=iehnYYJFkGc  https://www.youtube.com/watch?v=9bmJabWAj5s https://www.youtube.com/watch?v=9bmJabWAj5s  https://de.wikipedia.org/wiki/Hong-Ou-Mandel-Effekt https://de.wikipedia.org/wiki/Hong-Ou-Mandel-Effekt  https://de.wikipedia.org/wiki/Quantenteleportation https://de.wikipedia.org/wiki/Quantenteleportation  https://de.wikipedia.org/wiki/Quantenrepeater https://de.wikipedia.org/wiki/Quantenrepeater  https://books.google.de/books?id=frXWb- IRNZsC&pg=PA74&lpg=PA74&dq=schr%C3%B6dinger+abschied+von+vorstellung+wie+weit+beschaffen+ist&source=bl&ots=64Nt D-0HzY&sig=HkSkuJHhTK5TvRLBXZvBV4onRA8&hl=de&sa=X&ved=0ahUKEwiz2NiCqdXNAhUDSJoKHTsGB- QQ6AEIHDAA#v=onepage&q=schr%C3%B6dinger%20abschied%20von%20vorstellung%20wie%20weit%20beschaffen%20ist&f=false    muenchen.de%2F~bohmmech%2FPoster%2Fpost%2Fimg4.gif&imgrefurl=http%3A%2F%2Fwww.mathematik.uni- muenchen.de%2F~bohmmech%2FPoster%2Fpost%2Fpost.html&h=127&w=318&tbnid=qMjnFhPrXFABZM%3A&docid=Lv8Nm0QGfBg aeM&ei=q6B3V-D5JeLC6QT9zLWYDw&tbm=isch&iact=rc&uact=3&dur=413&page=1&start=0&ndsp=31&ved=0ahUKEwig- 4r70dTNAhViYZoKHX1mDfMQMwglKAAwAA&bih=955&biw=1920 muenchen.de%2F~bohmmech%2FPoster%2Fpost%2Fimg4.gif&imgrefurl=http%3A%2F%2Fwww.mathematik.uni- muenchen.de%2F~bohmmech%2FPoster%2Fpost%2Fpost.html&h=127&w=318&tbnid=qMjnFhPrXFABZM%3A&docid=Lv8Nm0QGfBg aeM&ei=q6B3V-D5JeLC6QT9zLWYDw&tbm=isch&iact=rc&uact=3&dur=413&page=1&start=0&ndsp=31&ved=0ahUKEwig- 4r70dTNAhViYZoKHX1mDfMQMwglKAAwAA&bih=955&biw=1920  https://i.ytimg.com/vi/3ohjOltaO6Y/hqdefault.jpg https://i.ytimg.com/vi/3ohjOltaO6Y/hqdefault.jpg  Quellen


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