Quantenverschränkung – Wenn zwei Teilchen dasselbe Schicksal teilen

Quantenverschränkung, ihre Entdeckungsgeschichte, ihre experimentelle Bestätigung und ihre Bedeutung für moderne Quantentechnologien sowie die Kosmologie.

Behandelte Konzepte

• Superposition und Wellenfunktion
• Spontane parametrische Abwärtskonversion in nichtlinearen Kristallen
• Das EPR-Paradoxon (Einstein, Podolsky, Rosen, 1935)
• Bellsche Ungleichung (John Stewart Bell, 1964)
• Aspect-Experimente zur Verletzung der Bellschen Ungleichung (1981–1982)
• Satellitenbasierte Verschränkungsverteilung (Micius-Mission, Jian-Wei Pan et al., 2017)
• Nobelpreis für Physik 2022 (Aspect, Clauser, Zeilinger)
• Quantencomputer und Qubits (Google Sycamore, 2019)
• Quantenkryptografie und Quantenschlüsselaustausch
• Quantenmetrologie und optische Atomuhren (Gruppe um Jun Ye)
• ER=EPR-Vermutung (Maldacena, Susskind, 2013)
• Quantenbiologie (Fotosynthese, Magnetorezeption im Vogelauge)

Ausgewählte Literatur und weiterführende Quellen

• Einstein, A., Podolsky, B., & Rosen, N. (1935). Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complete? Physical Review, 47(10), 777–780.
• Bell, J. S. (1964). On the Einstein Podolsky Rosen Paradox. Physics Physique Физика, 1(3), 195–200.
• Aspect, A., Dalibard, J., & Roger, G. (1982). Experimental Test of Bell's Inequalities Using Time-Varying Analyzers. Physical Review Letters, 49(25), 1804–1807.
• Yin, J., Cao, Y., Li, Y.-H., Liao, S.-K., Zhang, L., Ren, J.-G., et al. (2017). Satellite-based entanglement distribution over 1200 kilometers. Science, 356(6343), 1140–1144.
• Arute, F., Arya, K., Babbush, R., Bacon, D., Bardin, J. C., Barends, R., et al. (2019). Quantum supremacy using a programmable superconducting processor. Nature, 574(7779), 505–510.
• Maldacena, J., & Susskind, L. (2013). Cool horizons for entangled black holes. Fortschritte der Physik, 61(9), 781–811.
• The Nobel Prize in Physics 2022. NobelPrize.org. Nobel Prize Outreach.
• Zeilinger, A. (2005). Einsteins Spuk. Teleportation und weitere Mysterien der Quantenphysik. Bertelsmann.
• Al-Khalili, J., & McFadden, J. (2014). Life on the Edge: The Coming of Age of Quantum Biology. Bantam Press.