Quanten Dekohärenz und Verschränkung: Experiment

Es ist eine bisher ungeklärte Frage, wie sich eine klassische Welt, in der wir uns bewegen, aus der Quantennatur heraus entwickelt. Dekohärenz spielt dabei eine entscheidende Rolle und soll im Rahmen dieses Projektes eingehend studiert werden. Die Experimente sollen hauptsächlich mit Hilfe der Neutroneninterferometrie durchgeführt werden, wobei verschiedene (fast) klassische und nicht-klassische Quantenzustände erzeugt und analysiert werden können. Mit Hilfe inhomogener Materialien und magnetischer Rauschfelder kann die Kohärenz und damit der jeweilige Quantenzustand in Richtung klassischer Zustand hin verändert werden. Es hat sich allerdings in letzter Zeit gezeigt, dass viele derartige Dekohärenzeffekte nur scheinbar den Quantenzustand zerstören, denn durch geeignete Fehlerkorrekturmethoden kann der ursprüngliche Quantenzustand wieder erhalten werden. Eine genauere Analyse dieser Vorgänge zeigt aber auch, dass bei jeder Wechselwirkung unvermeidliche Quantenverluste auftreten, die nicht mehr vollständig in den ursprünglichen Zustand zurückgeführt werden können. Diese von den nur scheinbaren Dekohärenzen zu trennen wird ein wesentlicher Teil dieses Projektes sein. Untersucht wird dabei das Dekohärenzverhalten nicht nur dynamischer sondern auch topologischer Phasen, sowohl im Blickpunkt Interferenz von Materiewellen als auch in allgemeinerer Form für verschränkte Systeme und Kontextualitätsfreiheitsgrade. Ergänzende Messungen sind auch mit dem von unserer Gruppe entwickelten Neutronenresonator und mit ultrakalten Neutronen geplant. Dieses Projekt steht im engen Zusammenhang mit einem Partnerprojekt, welches gleichzeitig von Herrn R. Bertlmann von der Universität Wien eingereicht wird und vorwiegend die theoretischen Aspekte der Dekohärenz behandelt. Beide Projekte sollen "verschränkt" durchgeführt werden, um eine höchst mögliche Effizienz bezüglich der Ergebnisse zu erreichen.

Es ist eine bisher ungeklärte Frage, wie sich eine klassische Welt, in der wir uns bewegen, aus der Quantennatur heraus entwickelt. Dekohärenz spielt dabei eine entscheidende Rolle und soll im Rahmen dieses Projektes eingehend studiert werden. Die Experimente sollen hauptsächlich mit Hilfe der Neutroneninterferometrie durchgeführt werden, wobei verschiedene (fast) klassische und nicht-klassische Quantenzustände erzeugt und analysiert werden können. Mit Hilfe inhomogener Materialien und magnetischer Rauschfelder kann die Kohärenz und damit der jeweilige Quantenzustand in Richtung klassischer Zustand hin verändert werden. Es hat sich allerdings in letzter Zeit gezeigt, dass viele derartige Dekohärenzeffekte nur scheinbar den Quantenzustand zerstören, denn durch geeignete Fehlerkorrekturmethoden kann der ursprüngliche Quantenzustand wieder erhalten werden. Eine genauere Analyse dieser Vorgänge zeigt aber auch, dass bei jeder Wechselwirkung unvermeidliche Quantenverluste auftreten, die nicht mehr vollständig in den ursprünglichen Zustand zurückgeführt werden können. Diese von den nur scheinbaren Dekohärenzen zu trennen wird ein wesentlicher Teil dieses Projektes sein. Untersucht wird dabei das Dekohärenzverhalten nicht nur dynamischer sondern auch topologischer Phasen, sowohl im Blickpunkt Interferenz von Materiewellen als auch in allgemeinerer Form für verschränkte Systeme und Kontextualitätsfreiheitsgrade. Ergänzende Messungen sind auch mit dem von unserer Gruppe entwickelten Neutronenresonator und mit ultrakalten Neutronen geplant. Dieses Projekt steht im engen Zusammenhang mit einem Partnerprojekt, welches gleichzeitig von Herrn R. Bertlmann von der Universität Wien eingereicht wird und vorwiegend die theoretischen Aspekte der Dekohärenz behandelt. Beide Projekte sollen "verschränkt" durchgeführt werden, um eine höchst mögliche Effizienz bezüglich der Ergebnisse zu erreichen.