II. Wissenschaftliche Vorträge

von zwei Zuständen, sondern eine kontinuierliche Überlagerung von unendlich vie-
len Zuständen, ausgedrückt durch ein Integral über die Frequenz %.
Somit ist der Quantenzustand des Lichtes von der Form
IV') = f dvjvdlv - v)
und damit verschränkt.
Nach Planck bestimmt die Frequenz des Lichtes deren Energie, und die Be-
dingung v = % + v2 entspricht der Energieerhaltung. Darüber hinaus gilt aber
auch noch Impulserhaltung, die die Lichtstrahlen zu einer Anordnung auf Kegeln
im Raum zwingt. In deren Schnittpunkten sind die Polarisationsrichtungen des
Lichtes, ähnlich wie bei der Schrödingersche Katze, verschränkt, und durch den
Quantenzustand
1
IW) = (l^ v) + |v, h))
gegeben. Hier bezeichnen h und v die horizontale und vertikale Polarisationsrich-
tungen des Lichtes.
Inzwischen ist diese Methode der Erzeugung von verschränkten Photonen
zum Arbeitspferd der photonischen Quantentechnologien geworden. Unzählige
Experimente haben damit neue Aspekte der Quantenphysik aufgezeigt. Es sei hier
nur das Phänomen der Teleportation eines Quantenzustandes eiwähnt.
Teleportation ist aus den Star Trek Filmen bekannt. Dabei wird eine Person
von einem Punkt im Raum instantan zu einem anderen transportiert. In der Quan-
tenphysik wird aber ein Quantenzustand übertragen. Nach den spektakulären La-
borexperimenten von den Gruppen um Francesco de Martini und Anton Zeilinger
zur Teleportation gelang im Jahre 2017 zum ersten Mal einem chinesischen Team
um Jian-Wei Pan die Teleportation von Polarisationszuständen vom Boden zum
Mucius-Satelliten.
Einer der Begründer der Quantenelektrodynamik, Richard P Feynman, er-
öffnete 1982 durch seine Arbeit mit dem Titel "Simulating physics with Compu-
ters" das neue Gebiet der Quantensimulation. Er wies daraufhin, dass es effektiver
sei, Modelle für Vielteilchenphänomene nicht auf klassischen Rechnern laufen zu
lassen, die sehr schnell an Grenzen stoßen, sondern auf Rechnern, die auf den
Prinzipien der Quantenmechanik basieren. Dabei wird auch die Verschränkung
zwischen Quantensystemen als Ressource benutzt.
Das Ziel von Feynman ist nach seinen Worten
... the possibility that there is to be an exact simulation, that the computer will do
exactly the same as nature.
Inzwischen gibt es zahlreiche solche Quantensimulatoren, zum Beispiel auf
der Grundlage von kalten Atomen in optischen Gittern.

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