Zwei Teilchen können auf eine Weise miteinander verbunden werden, die der klassischen Intuition widerspricht. Misst man das eine, erfährt man augenblicklich etwas über das andere, egal wie weit sie voneinander entfernt sind. Das ist Quantenverschränkung. Einstein nannte sie „spukhafte Fernwirkung“ und war damit nicht einverstanden. Doch Experimente haben sie immer wieder bestätigt. Verschränkte Teilchen teilen sich einen Quantenzustand, und die Messung eines Teilchens führt zum Kollaps des Zustands beider Teilchen.

Verschränkung ermöglicht keine Überlichtgeschwindigkeit in der Kommunikation. Man kann keine Nachricht senden, indem man ein einzelnes Teilchen misst. Das Ergebnis ist zufällig, und man muss die Messwerte mit einem anderen Beobachter vergleichen, um die Korrelation zu erkennen. Dieser Vergleich erfolgt mit Lichtgeschwindigkeit oder langsamer. Verschränkung ist eine Ressource für Quantencomputer und Quantenkryptographie. In einem Quantencomputer können verschränkte Qubits Berechnungen durchführen, die mit klassischen Bits nicht möglich sind. In der Quantenkryptographie können verschränkte Teilchen das Abhören von Gesprächen aufdecken. Verschränkung ist fragil. Jede Wechselwirkung mit der Umgebung führt zu ihrer Auflösung – ein Prozess, der als Dekohärenz bezeichnet wird. Die Kohärenz verschränkter Teilchen aufrechtzuerhalten, ist eine der größten Herausforderungen der Quantentechnologie.

Fakten zur Verstrickung

• Definition. Quantenverbindung zwischen Teilchen.
• Nicht-lokal. Korrelationen bleiben über Distanzen hinweg bestehen.
• Keine Signalisierung. Nachrichten können nicht schneller als mit Lichtgeschwindigkeit gesendet werden.
• Applications. Quantencomputing, Kryptographie.
• Dekohärenz. Wechselwirkungen mit der Umwelt führen zum Bruch der Verschränkung.

Verschränkung ist nicht dasselbe wie Korrelation. Klassische Objekte können korreliert sein. Verschränkung ist ein Quantenphänomen ohne klassisches Analogon.