Kann Schrödingers Katze tot und lebendig sein?
Der Physik-Nobelpreis 2012Serge Haroche, 68 J., Paris;
David Wineland, 68 J., Boulder.
Amand Faessler, Tübingen
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
Lehrer-Schüler; Nobelpreise
Kopfermann (Göttingen Heidelberg)
Wolfgang Paul (Bonn)
Nobelpreis 1989
Hans Georg Dehmelt (Göttingen, Seattle)
Nobelpreis 1989
David Wineland(Boulder) Nobelpr. 2012
Peter Toschek (Hamburg)1980 ein Ion in Paul-Falle
Kann Schrödingers Katze zugleich tot und leendig sein?
Schrödingers Katze 1935
Das Doppeleben von Schrödingers Katze: Lebendig oder tot ?
Jöhnson‘sche Dr-Arbeit: Elektron durch Doppelspalt bei Möllenstedt in Tübingen 1959
ElektronenquelleEin Elektron geht gleichzeitig durch beide Spalte (Bilokation: Sonst nur bei Heiligen).
David Wineland: Paul-Falle um ein Ion zu speichern.
Anregung mir Laser-Strahlen.
Ion hat drei beteiligte Zustände:
Anregung durch Laser.
Wechselstrom
Wineland hat drei Ionen in seiner Falle
Rubidium-Atome
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.
Wineland Haroche
Apparatur von Haroche: Wieviele Photonen(g‘s) sind im Hohlraum C ?
Blau: Rb-Strahl
Rosa: p/2 - Laser-Puls | > + ei DE t | >
Laser | >: n=50R1: | >: n=51
In Hohlraum C:| > | > + g| > + g | >
Blau: Rb-Strahl
Rosa: Laser-puls p/2 | > + ei DE t | >
In B, Laser | >In R1, Laser | >
In Hohlraum C:| > | > + g| > + g | >
Apparatur von Haroche: Wieviele Photonen(g‘s) sind im Hohlraum C ?
n= 51
n= 50
Coulomb-PotAbstand
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.
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)
Der Pferdefuß !!! Auslesen zerstört Kohärenz und ergibt nur ein beliebiges Resultat.
Durch Gatter-Operationen kann die Wahrscheinlichkeit das richtige Resultat
auszulesen bis beinahe 100% erhöht werden.
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)
Kann Schrödingers Katze tot und lebendig sein?
Der Physik-Nobelpreis 2012: Serge Haroche, Paris; David Wineland, Boulder.
Amand Faessler, Tübingen
Zusammenfassung:
1. Einzelne Atome manipuliert.2. Messung ohne Zerstörung des Zustandes.3. Schrödingersche Katzen-Zustände: Grundzustand und
angeregt, Atom ist in beiden Zuständen, bei Messung nur in einem.
4. Quanten-Computer: a) Suche in einer N-Liste: Wurzel(N) N Rechner. b) Total sichere quantenmechanische Verschlüsselung.
ENDE