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Erstaunlich einfache Quantenphysik-Animation entschlüsselt No-Cloning-Theorem

„Sein oder Nicht-Sein“: Das 5-Minuten-Video ist die quantenpyhsikalische Version von Hamlets ewiger Frage.

von Christine Kewitz
08 März 2016, 11:47am

Bild: imago

Kennen wir das Problem nicht alle? Bevor man sich in die Ferien nach Aldebaran III beamen lässt, überkommt einen ein ungutes Gefühl. Ist die von Star Trek inspirierte Teleportationstechnik vielleicht doch nicht so sicher, wie uns die Sternenflotte vermitteln will? Denn so realistisch und wissenschaftlich verifiziert das Star Trek-Universum auch sein mag, die verzwickte Quantenphysik hat mal wieder ein paar kleine Überraschungen auf Lager.

C.G.P. Grey, eine Videoschmiede für liebevolle YouTube-Erklärfilmchen, hat sich in einem neuen Clip der quantenmechanischen Probleme des Beamens angenommen und erklärt sie anschaulich und leicht verständlich in nur fünf Minuten. Als Bonus gibt es am Ende auch noch einen kleinen philosophischen Ausflug dazu.

Während eines Beamvorgangs werden alle deine Atome gescannt, in Energie umgewandelt und an den gewünschen Ort teleportiert. Dort wird die ganze Information über dich—deine körperlichen Eigenschaften und Gegebenheiten, deine Erinnerungen und dein Charakter—mit neuen Atomen wieder zusammengabaut.

Der Haken an der Sache ist jedoch das No-Cloning-Theorem der Quantenphysik, welches besagt, dass es nicht möglich ist, ein Quantenbit perfekt auf ein anderes Quantenbit zu kopieren, ohne das ursprüngliche zu verändern. Es ist also ausgeschlossen, ein Objekt in seiner Vollständigkeit zu klonen. Wer kommt nach dem Beamvorgang demzufolge nun wirklich auf Aldebaran III an?

Physiker haben ein Wurmloch aus Magnetfeldern erschaffen

Schon die alten Griechen haben sich mit diesem Paradoxon beschäftigt. Damals, noch ohne Zuhilfenahme der Quantenphysik, erschufen sie dasu Schiff des Theseus: Theseus wollte sein Schiff permanent in einem Top-Zustand erhalten und tauschte alle beschädigten Teile durch brandneue aus. So wurde das Schiff im Laufe der Zeit quasi einmal mittels neuer Planken, Segel und Ruder einmal komplett ausgetauscht.

Um das No-Cloning-Theorem zu verdeutlichen, ziehen C.G.P. Grey nun dieses Gedankenexperiment vom Schiff des Thesus zu Rate, welches in seiner ältesten Überlieferung von dem griechischen Schriftsteller Plutarch (er lebte circa von 45 bis 125) erwähnt wurde. Denn auch diese maritime Metapher wirft die Frage auf, wann ein Gegenstand, der sich in permanenter Transformation befindet, seine Identität verliert.

Vielleicht können wir diese uralte Frage ja demnächst persönlich lösen, wenn ein pfiffiger Ingenieur wieder mal eine Star Trek-Technik in der Realität nachgebaut hat. Und zwar den Beamer.