Nobelpreis-Vortrag von Anton Zeilinger: Eine Reise durch die wunderbare Welt der Quanten

Einen wunderschönen guten Abend. Wir freuen uns sehr und ich darf Sie sehr herzlich begrüßen im Audimax der Universität Wien. Wir freuen uns über das überwältigende Interesse hier im Audimax, aber auch über alle, die heute online mit dabei sind. Professor Anton Zeilinger nimmt uns heute mit auf eine Reise in die wunderbare Welt der Quanten und ich darf Rektor Schütze jetzt bitten, die Veranstaltung zu eröffnen.

Ist es an? Ja, jetzt ist es an. Sehr geehrte Frau Vorsitzende des Universitätsrats, sehr geehrte Mitglieder des Universitätsrats, sehr geehrter Vorsitzender des Senats, sehr geehrte Mitglieder des Senats, liebe Kolleginnen und Kollegen, liebe Studierende, aber natürlich vor allen Dingen liebe Frau Zeilinger und lieber Herr Zeilinger, wir freuen uns ganz außerordentlich, dass wir Sie heute hier zum Nobelpreisvortrag haben. Es ist mir eine große Ehre, Sie alle hier zu diesem außerordentlichen Anlass begrüßen zu können. Lieber Herr Zeilinger, der nobelpreis für Physik 2022 das ist wirklich eine zunächst mal großartige persönliche Auszeichnung für Ihre bahnbrechenden Forschungen auf dem Gebiet der Quantenphysik. Dazu möchte ich Ihnen auch in diesem Rahmen und auch an dieser Stelle noch mal im Namen der ganzen Universität sehr herzlich unsere Glückwünsche übermitteln. Also vielen Dank, herzlichen Glückwunsch nochmal. Es ist eine großartige persönliche Auszeichnung, aber ich darf sagen, dass wir als Universität Wien auch sehr stolz sind, dass dieser Nobelpreis an jemanden gegangen ist, der so lange und so eng mit der Universität Wien verbunden ist. Sie haben nicht nur bei uns studiert und hier auch Ihr Doktorat abgeschlossen, sondern Sie waren hier auch von 1999 bis zu ihrer Emeritierung Professor für Experimentalphysik. Das ist von daher auch ein wirklich großer Moment, auch für die Universität Wien. Ein Nobelpreis hat eine sehr große Signalwirkung und auch eine hohe symbolische Qualität, denke ich, natürlich für die Universität Wien, aber auch für den Wissenschaftsstandort Österreich insgesamt. Er macht sichtbar, dass Spitzenforschung auf allerhöchstem Niveau in Österreich möglich ist, selbst in einem international so kompetitiven Feld wie der Quantenphysik, damit das funktioniert, damit das passieren kann. Jedenfalls braucht es die entsprechenden institutionellen. Dazu braucht es natürlich auch eine ausreichende Finanzierung, damit die für diese Grundlagenforschung entscheidenden Freiräume da sind, damit auch riskante Forschung passieren kann, auch Forschung, von der wir vielleicht noch nicht wissen, was am Ende dabei rauskommt. Und ich muss sagen, das habe ich bei Ihnen, Herr Zeilinger, immer sehr bewundert, dass Sie und vor allen Dingen, wie Sie das neben Ihrer ganzen exzellenten Forschung auch noch immer geschafft haben, sich gerade für diesen einen Punkt einzusetzen, nämlich Freiräume für die Forschung zu schaffen, Freiräume für die Grundlagenforschung zu reklamieren. Das haben Sie ja nicht nur bei uns als Professor und Dekan getan, das haben Sie auch als Präsident der ÖAW mit großer Vehemenz getan Und dafür sind wir Ihnen, glaube ich, insgesamt für den Wissenschaftsstandort Österreich sehr dankbar. Die außerordentliche mediale Präsenz zu Ihrem Nobelpreis, auch das riesige Interesse heute Abend, über das wir uns natürlich besonders freuen, unterstreichen die Signalwirkung, die so ein Nobelpreis hat, über eine einzelne Person, natürlich auch über eine einzelne Universität hinaus, eben für den Wissenschaftsstandort Österreich, aber ich würde sagen, auch für den Wirtschaftsstandort Österreich. Denn der Zusammenhang wird, glaube ich, vielleicht auch gerade in diesen Zeiten immer offensichtlicher. Denn Wissenschaft und Forschung sind gerade in solchen bewegten Zeiten, wie wir sie mal vorsichtig gesagt gerade erleben, sind eben wichtige Stützpfeiler der Gesellschaft. Nur durch Innovation und Fortschritt, nur durch neue Lösungsvorschläge aus den verschiedenen Wissenschaften heraus, können wir bei den vielen, vielen großen Zukunftsthemen, die uns im Moment beschäftigen, optimistisch in die Zukunft blicken. Für die Universität Wien kann ich sagen, dass die Nachricht von Ihrer Auszeichnung, die passenderweise am zweiten Tag meiner Amtszeit hereingekommen ist, wofür ich Ihnen nach wie vor auch ganz persönlich dankbar bin, es war ein echter Startvorteil, würde ich sagen, also von diesem Moment im Oktober, als die Notiz rauskam, bis zur Pressekonferenz, die wir dann hatten, Aber bis zum heutigen Abend kann ich sagen, dass dieser Nobelpreis an der Universität Wien nicht nur große Begeisterung ausgelöst hat, sondern positive Energien freigesetzt hat. Ich erinnere mich besonders gerne an unsere Pressekonferenz, was da für eine Energie im Raum war, mit den Studierenden, mit den Doktoranden, mit den ganzen Kolleginnen und Kollegen auf der Physik. Das ist, was eine Universität kann. Das war wirklich ein toller Moment. Und diese Dynamik haben wir, glaube ich, geschafft, auch hier an der Universität bis zum heutigen Abend mitzunehmen. Und es zeigt einfach, dass Wissenschaft was bewegen kann im besten Sinne und dafür ist natürlich ein Nobelpreis sozusagen der Höhepunkt dessen, was Wissenschaft bewegen kann. Ich darf Ihnen versichern, dass wir auf alle unsere Nobelpreisträger außerordentlich stolz sind. Sie, Sie wissen ja, dass wir ein Nobelpreisträgermonument in der Aula der Universität haben. Wir sind bislang neun Nobelpreisträger, die eng mit der Universität Wien verbunden sind, werden dort geehrt. Und ich kann Ihnen versichern, dass ich mit dem Künstlerduo, was dieses Monument gestaltet hat, vor einigen Jahren bereits im Gespräch bin, um die Erweiterung schon mal auf den Weg zu bringen. So viel kann ich versprechen. Also auch wir leisten einen kleinen Beitrag. Und jetzt freuen wir uns aber vor allen Dingen auf Ihren Vortrag und ich darf Sie noch mal ganz herzlich hier an der Universität Wien begrüßen.

Vielen Dank, Herr Rektor. Der Dekan der Fakultät für Physik, Robin Golser, stellt uns jetzt den Physiker Anton Zeilinger vor. Die beeindruckenden Stationen seiner Karriere.

Lieber Anton Zeilinger, liebe Familie Zeilinger, sehr geehrte Damen und Herren. Man muss seiner Intuition und seinen Spinnereien ein bisschen vertrauen. Diesen Satz von Anton Zeilinger werden viele Physiker zustimmen und eventuell sogar auf sich selbst beziehen. Das ist nicht so ungewöhnlich. Schon sehr ungewöhnlich ist allerdings, diesen Satz auf jemand anderen anzuwenden, also der Intuition und den Spinnereien eines anderen ein bisschen vertrauen. Es dürfte aber auf Anton Zeilinger und seinen Doktorvater Helmut Rauch Anfang der er Jahre wechselweise zugetroffen haben. Es war sicher ein ganz besonderes Verhältnis, das sich damals zwischen dem wenige Jahre älteren Dozenten Helmut Rauch und dem Doktoranden Anton Zeilinger entwickelt hat. Auf beide Treffen aus heutiger Sicht die neugierig, visionär, wegweisend, bahnbrechend zu Anton hat bei Rauch am Atominstitut mit Neutronen gearbeitet und Neutroneninterferometrie und die daraus ableitbaren fundamentalen Erkenntnisse beschäftigen anton dann gute 20 Jahre lang. 1990 also mit der Berufung nach Innsbruck, beginnt Antons Interesse und Forschung mit Lichtteilchen, mit Photonen und in den Arbeiten von Anton Zeilinger tauchen immer häufiger die Begriffe wie fundamentale Fragen, fundamentale Gesichtspunkte, fundamentale Phänomene der Quantenphysik auf und es beginnt der Begriff Quanteninformation, Quantum Information Science in Antons Denken Einzug zu halten. In den nächsten zehn Jahren in Innsbruck entstehen dann wichtige Arbeiten wie zum Beispiel Greenberger, Horn, Zeilinger zur Verschränkung dreier Quantenteilchen, den sogenannten GHz Zuständen, in denen es um Verschränkung, Entanglement geht, die von Erwin Schrödinger so bezeichnete Essenz der Quantenphysik. Anton betitelt dazu 1995 eine eher populärwissenschaftliche Arbeit mit Daniel Grienberger mit dem Satz oder mit dem Titel Still crazy after all those years. Die ER Jahre sind dann auch die bahnbrechenden Arbeiten zur Teleportation zunächst für ein Teilchen, dann für ein Paar von verschränkten Teilchen zum Beamen über die dann zunehmend längere Distanzen zur Quantenkryptographie und zum optischen Quantencomputing. Es gelingt Anton der ersten vorhergesagten GHz Zustände arbeiten zu Lichtgittern, das heißt nicht materielle Gitter für Licht, sondern Gitter aus Licht für Materiewellen, bringen dann mit der Berufung an die Universität Wien 1999 noch einmal Materiewelleninterferometrie. In den Fokus, insbesondere die sehr populär gewordenen Arbeiten mit Markus Arndt über die Interferometrie, mit C. Den Fußballmolekülen, den Buggyballs. Die ER Jahre sind dann aber vor allem von Photonen von Lichtteilchen geprägt und Verschränkungsexperimente vom Prater zur Donauinsel über die Kanarischen Inseln in den nahen Weltraum und 2017 das erste quantenverschlüsselte Videotelefonat zwischen Wien und Peking, das aber nicht sehr geheim geblieben ist. Mit dem Big Bell Test 2018 mit Freiwilligen ist die von Albert Einstein eher abschätzig so bezeichnete spukhafte Fernwirkung dann endgültig Geschichte und Anton Zeilinger hat mit einigen anderen diese Geschichte der quantenmechanischen Verschränkung neu geschrieben. Das alles hat Anton auf dem Weg von Uni und TU Wien über das MIT Collège de France, TU München, Universität Oxford, Uni Innsbruck zurück an die Uni Wien und an die Österreichische Akademie der Wissenschaften geleistet. Das Jahr 2022 dann den Nobelpreis gewonnen hat, möchte ich so nicht ganz stehen lassen. Anton Zeilinger hat den Nobelpreis verdient. Wir bedanken uns als Fakultät für Physik sehr herzlich und gratulieren nochmals sehr herzlich. Aber ich will Ihnen nicht mehr viel erzählen. Gehen Sie selbst mit Anton auf eine Reise durch die Welt der Quanten.

Das erste Erfolgserlebnis heute Abend. Magnifizenz. Vielen herzlichen Dank für Ihre lieben Worte. Am Beginn möchte nicht viel ergänzen. Ich danke für die Einladung, heute diese Vorlesung halten zu dürfen und ich danke dir, Obin, für die Übersicht über meine Dinge, die ich gemacht habe. Und ich möchte Walter Kutscherer zitieren, der da immer erwähnt hat, ein Ding von Sigmund Freud, Es ist beeindruckend, wie viel Lob der Mensch aushält. Was ich heute Ihnen präsentiere, ist im Wesentlichen mein Nobelpreis Vortrag, den ich am 8. Dezember in Stockholm gehalten habe, allerdings ein wenig adaptiert für die Zuhörerschaft, denn in Stockholm waren das hauptsächlich Physiker oder oder verwandte Gebiete. Hier sehen Sie ein Foto von einem unserer optischen Experimente, nur um Ihnen zu zeigen, wie einfach im Prinzip die Experimente sind. Relativ wenig Komponenten stehen da auf dem optischen Tisch. Nun, ich habe meine Nobelpreisvorlesung zwei Personen gewidmet, auch dort in Schweden schon ganz offiziell. Das eine ist Helmut Rauch, der von dir, ob ihn schon erwähnt wurde, mein akademischer Lehrer, und die Diskussionen und Streitgespräche, die wir hatten, die waren legendär. Und von Helmut Rauch habe ich eines gelernt, das war ganz wichtig für meine ganze Laufbahn. Man kann Ideen haben und hat oft gehabt, Ideen gehabt und die Begründung war vollkommen hanebüchen, vollkommen falsch, Aber die Idee war richtig. Das heißt, irgendwo funktioniert da etwas da oben. Das ist viel besser als die logische Grundlegung dessen, was wir sagen. Das habe ich von ihm gelernt und das Vertrauen auf solche Ideen, auch wenn Ideen nach einem Tag schon wieder tot sind. Ich sage immer, Ideen haben eine hohe Säuglingssterblichkeit. Die zweite Person, der ich das widme, ist Mike Horn, mit dem habe ich dann am MIT zusammengearbeitet, war mein engster Kollege. Er war einer dieser Leute, die Ideen das Wichtigste waren. Für ihn war es absolut unwichtig, ob wir etwas publiziert haben oder nicht. Es reicht, dass wir es verstanden haben, dass wir etwas Interessantes gefunden haben. Manchmal musste ich ihn fast zwingen, irgendein Paper zusammenzuschreiben und das zu veröffentlichen. Das ist auch ein Zugang zur Wissenschaft, der bewundernswert ist, nicht? Beide sind Leider im Jahr 2019 schon gestorben. Ganz kurz zu den Neutronenarbeiten mit Helmut Rauch. Ein einziges Bild zeige ich, das war sozusagen mein Entry zu den Foundations of Physics, das war 1974 bin ich da jetzt im WE, das war ein Neutroneninterferometer Das ist aus Perfect Kristallen gebaut, ungefähr 8 cm groß. Und da kann man eine Neutronenwelle in zwei Wellen zerlegen, wieder zusammenführen und in eine der beiden Strahlen hat man ein Magnetfeld eingebracht. Und der Trick bei dem Experiment war jetzt der, dass wenn man das Neutron einmal in dem Magnetfeld um 360 Grad dreht, so wie ich das jetzt mache, 260 Grad dreht, bin ich dasselbe. Wenn ich ein Neutron wäre, dann müsste ich mich zweimal umdrehen, um dasselbe zu sein. Und das war ein, ich erwähne das deshalb wirklich fundamentale Frage war, die damals noch nicht demonstriert worden war experimentell. Und das Zweite ist, dass diese sogenannte Vorzeichenänderung aufgrund eines Rabi Flops nennt man das, das ist ein zentrales Ding, das in Quantencomputern ununterbrochen verwendet wird. Damals wurde das als Neugier gemacht und nicht aus irgendeinem praktischen Grund. Wesentlicher Punkt, den ich auch erwähnen möchte, war für mich, erzähl ein bisschen. Meine intellektuelle Laufbahn war 1976 eine Konferenz, die in Erwäg in Sizilien stattfand, mit dem Titel Think Shops on Physics. Da bin ich hingefahren, habe den Helmut Rauch willst du fahren? Und der hat Na na fahrt Ur bin ich hingefahren und dort habe ich, das war glaube ich eines der ersten oder überhaupt das erste Workshop weltweit über Verschränkung. Und da habe ich alle diese großen Leute kennengelernt und ich habe keine Ahnung gehabt, worüber die reden. Ich habe das einfach nicht kapiert, das hat mich nicht, Aber es war klar, dass es faszinierend ist und habe dort fürs Leben Freundschaft geschlossen, unter anderem auch mit Helmut Roch. Das ist ein Beispiel, wo eine Konferenz eine langfristige Wirkung haben kann, an die man gar nicht denkt, wenn man teilnimmt. Ich möchte nochmal auf die Neutronen zurückkommen, wie Robin schon erwähnt hat, ich habe dann noch ziemlich lang mit Neutronen gearbeitet, Hier das berühmte Doppelspalt Experiment, wo hier Teilchen reinkommen, es kann Licht sein, können auch Neutronen sein, die beleuchten dann zweispaltig, gehen dadurch und bauen da hinten ein Interferenzbild auf, wo sich die Wellen gegenseitig auslöschen oder verstärken. Und die Frage, die am Anfang gleich Einstein von 1909 gestellt hat, was passiert, wenn man das Experiment mit einzelne Teilchen macht? Ein einzelnes Teilchen können nur da oder da durchgehen, dann dürfte, hat er gesagt, kein Interferenzbild auftreten. Das Gegenteil ist der Fall. Das ist einer der Punkte, wo Einstein nicht recht hatte, denn die moderne Auffassung ist, solange niemand weiß, auch das Teilchen nicht weiß, durch welchen Spalt es geht, kann Interferenz auftreten. Das ist schon die zentrale Anwendung des Informationsbegriffes, der später sehr viel wichtiger wird. Da gab es eine lange Diskussion zwischen Niels Bohr und Albert Einstein. Für Einstein war es die Aufgabe der Physik zu beschreiben, was Wirklichkeit ist. Und Niels Bohr war der Meinung, Physik kann nur beschreiben, was man über die Wirklichkeit sagen kann. Das klingt Haarspalterei, aber es ist ein ganz wesentlicher Punkt, der dann letztlich zu all diesen Dingen geführt hat, die wir gemacht haben, die hier das Interferenzbild für Neutronen für die Physiker damals war. Zusammenarbeit mit Cliff Schall. Cliff Schall war mein Supervisor am MIT, wie ich da hingekommen bin, war auch ein Nobelpreisträger, das ist da angezeigt. Und Cliff Schal war ein Schüler von Compton. Das heißt, es gibt jetzt schon hier eine Genealogie von drei Nobelpreisträgträgern. Konnten mich und konnten Schall und mich und vielleicht geht es irgendwie so weiter, man wird ja sehen. Das Interessante ist, dass das war für die Physiker, das war ein Bild, wo nur einzelne Photonen auftraten. Wenn ein Neutron gemessen wurde, war das nächste noch im Reaktor und hat gewartet auf die Kernspaltung, dass sie es freisetzt und die glatte Kurve ist, ist Theorie ohne irgendeinen freien. Parameter. Damit sieht man die Scheu der gleichen funktioniert soweit. Nun kommen wir zu Entanglement, zur Verschränkung. Das Ganze geht zurück offiziell Auf dieses Paper 1935 von Einstein, Podolski und Rosen. Allerdings weiß ich jetzt schon von Historikern, die auf dem Arbeiten, besonders ein Herr Lehner aus Berlin, bereits in den ER Jahren, die Sachen frühen ER Jahren diskutiert wurden und offenbar die erste Notiz darüber war von Szilard, dem berühmten auch Chemie Nobelpreisträger, der in Chicago war. Nun, es geht darum, dass ich zwei Teilchen habe, die miteinander in Wechselwirkung getreten sind. Und wenn ich eines von den beiden messe oder beobachte, so ist das Resultat rein zufällig und das andere ist auch rein zufällig, aber sie zeigen immer dasselbe Ergebnis. Und die Frage ist, wie kann das gleiche Ergebnis auftreten, wenn das einzelne Resultat zufällig ist? Und dazu hat Schrödinger Dafür im Jahr 1935 kurz nach der Arbeit von Einstein, Podolski und Rosen, hat er für dieses Phänomen die Bezeichnung Verschränkung gewählt. Entanglement auf Englisch Verschränkung ist viel besser. Verschränkung ist sozusagen eine wohl definierte Verbindung. Entanglement is more like spaghetti. Das natürlich, das habe ich hier symbolisiert mit zwei Würfeln. Wenn das Quantenwürfel sind und ich würfel sie in verschiedenen Ecken des Universums ist, sind verschränkt, dann zeigen sie die gleiche Zahl. Obwohl wir heute, und das war auch Teil der ganzen Geschichte zum Nobelpreis geführt heute hat nachweisen können, dass es zwischen denen keinerlei Kommunikation gibt und dass es auch bevor sie beobachtet werden, keine verborgene Eigenschaft gibt, die festlegt, welches Resultat herauskommt. Es ist nur definiert, dass sie gleich sein müssen. Schrödinger hat geschrieben in seiner Arbeit 1935 ich würde das nicht, sondern eher die charakteristische Eigenschaft der Quantenmechanik nennen, die uns zwingt, die seine gesamte Abweichung von klassischen Denkweisen erzwingt. Das ist klar. Also man kann nicht mehr behaupten, dass Dinge ihre Eigenschaften haben in Raum und Zeit, unabhängig von der Beobachtung und so weiter und so fort. Nur wie die neue Denkweise aussieht, wissen wir bis heute noch nicht. Da gibt es eine noch immer offene Frage. Ich möchte die bescheidenen letzten paar Jahre meines Lebens an diese Frage knüpfen, ob man da vielleicht doch noch was findet. Dann mein Einstieg In Entanglement war 1985 ich erwähne das wieder, weil es ganz interessant ist historisch. 1985 fand in Yuan Zu, das ist eine kleine Stadt in Karelien in Finnland, fand eine Konferenz statt zur 50 Jahre Einstein, Podolski Rosen. Und ich kann mich erinnern, ich kam da am Morgen ins Labor am MIT Mike Horn saß schon da und hat Do you want to go to Finland? Ja, sure anytime? Yes, let's go. But we have to invent, we have to invent a connection between interferometry, was wir mit Neutronen gemacht haben, und Einstein Protoski Rosen. Und diese Connection haben wir tatsächlich gefunden. Und das war der erste Vorschlag eines Experiments, wo man diese Korrelationen sieht, nicht mit Spin und so weiter, sondern mit Impuls Teilchen. Wir haben gesagt, wir haben eine fiktive Quelle, die die Teilchen entweder mit Impulserhaltung, entweder so und so rausschickt oder so und so und bringen das in Interferenz zusammen und wir haben gezeigt mathematisch, dass das genau den üblichen Sachen in Interferometrie entspricht. Und diese Path Interferometrie und alles das wurde natürlich jetzt eine gewaltige, das ist ein gewaltiges Gebiet geworden mittlerweile. Nun, ich komme zum Belschen Theorem, zur Verschränkung. Die Verschränkung galt lange als sozusagen eine philosophische Frage, die man lieber den Philosophen überlässt und als ordentlicher Physiker macht man sowas nicht so etwa nicht. Das hat sich geändert im Jahr, oder hätte sich ändern sollen im Jahr 1964 durch John Bell, hat sie allerdings erst 20 Jahre oder so später wirklich verändert. John Bell hat gezeigt, dass wenn ich zwei verschränkte Teilchen habe, hier symbolisiert zwei Photonen, die aus einer Quelle herauskommen und deren Polarisation hier gemessen wird, dann habe ich perfekte Korrelation. Also wenn das eine horizontal polarisiert ist, ist das andere auch. Wenn eines vertikal polarisiert ist, ist das andere auch vertikal. Der Quantenzustand sieht so aus für unsere Physiker. Das ist einfach eine Superposition. Aber die Annahme, dass die beiden von vornherein so polarisiert sind oder so, die ist falsch. Und das war Bells Leistung zu zeigen, dass das für andere Messungen, nämlich dann, wenn die nicht genau das Gleiche messen, sondern ein bisschen was anderes zum Widerspruch führt. Das ist die berühmte Belsche Ungleichung. Und Einstein hat schon gesagt, aus dem Ganzen folgt, ist irgendwer im Weg. Also aus dem Ganzen folgt, dass der Quantenzustand nicht die wirkliche faktische Situation beschreiben kann, weil das eine vom anderen abhängt, sondern dass es eine tiefere Erklärung geben muss. Die ersten Experimente wurden von Klauser und Friedman durchgeführt, ein MIT Nobelpreisträger mit mir und dann wichtige Experimente von ASP einige Jahre darauf. Ich komme aber zurück zu unseren Arbeiten. Ein wichtiger Schritt für uns war die Entwicklung von neuartigen Quellen für verschränkte Photonen. Wie kann man zwei Photonen verschränken? Verschränkung heißt, dass die beiden keine eigenen Eigenschaften haben, aber sie wissen nur, dass sie miteinander korreliert sind. Das heißt, die müssen die Identität verlieren, die beiden, oder man erzeugt sie gleich ohne Identität. Und das passiert hier. Entschuldigung, noch eins zurück, noch eins weiter. Das passiert hier. Ein nichtlinearer Kristall wird gepumpt durch einen UV Strahl. Jetzt traue ich mich draufdrucken, da ist es oder wo ist das? Schauen Sie, bin da nicht, das ist zu kompliziert für mich. Das Ding gut, drückt man da drauf, UV Strahl pumpt das und dann kommen und da werden das sogenannte Lichtlinearkristall, auf Details möchte ich nicht eingehen, da entstehen dann aus einem Lichtteilchen, einem Photon des Pumpstrahles, können zwei entstehen, der zerfällt sozusagen, können zwei entstehen und die werden, das hängt jetzt von den Eigenschaften ab, entlang dieser beiden Kegel emittiert. Entlang eines Kegels sind sie vertikal polarisiert, am anderen horizontal. Die schneiden sich aber in zwei Punkten. Und an den Punkten, wo sie sich schneiden, wissen die Photonen nicht, welche Polarisation sie haben. Sie sind ganz arm, sie wissen nicht, aber sie wissen nur, ich muss anders sein als das andere. Und das ist der ideale Fall von Verschränkung. Dieses Ding war dann unser Workhorse in allen unseren Experimenten, viel später. Ich muss sagen, vielleicht sage ich das später noch, wie wir überhaupt auf das gekommen sind, das werden wir vielleicht skippen, Das ist nicht notwendig. Die Verbindung zur Quanteninformation wurde schon erwähnt, ist eine zweifache. Die erste Idee dazu hatte Steven Wiesner im Jahr 1970 hier abgebildet, der hat auch nie eine Stelle an einer Universität gehabt, der galt immer als besonderes Genie und so weiter. Und der hat diese Idee gehabt, dass man Banknoten drucken kann mit Quantenmethoden, die nicht kopierbar sind. Und zwar man braucht nur die Zahl mit als Quantenzustände draufdrucken, nur als Quantenzustände draufdrucken, weil Quantenzustände sind nicht kopierbar. Das war eine gewaltige Idee damals und er konnte das nicht publizieren, Da hat niemand die publikation akzeptiert. Erst 1983 mit Hilfe von für die Physiker Charlie Bennett wurde das irgendwo publiziert und diese Arbeit behält. Diese Arbeit enthält wahnsinnig viel von den späteren Dingen, die auch in Quanteninformation verwendet werden. Das no Cloning Theorem, nämlich, dass man Teilchen nicht klonen kann, Quantenzustände, den reinen Zufall, wenn ich die Nummer da aufgedruckt habe und ich frage ab und frage ab in falschen Messbasis, dann ist das ein zufälliges Ergebnis und die Information ist zerstört. Und die Komplementarität, dass ich Informationen verschiedenen, wie wir sagen, Basen kodieren kann und nur eine der beiden auslesen kann. Der zweite Schritt zur Quanteninformation war von Ben Schumacher, der hat den Begriff Qubit, Quantenbit erfunden. Ein klassisches Bit hat 0 oder 1, entweder 1 oder das andere und das muss es möglichst klar haben, möglichst stabil, sonst macht der computer Blödsinn. Das Quanten Bit ist genau das Gegenteil, eine Überlagerung von 0 oder 1, genauso wie das Teilchen im Doppelspalt. Eine Überlagerung von beiden Möglichkeiten war Überlagerung von 0 oder 1 mit verschiedenen Amplituden. Und kann sehr viel mehr Information codieren als ein klassisches Bild. Wir haben dann im Jahr 1996 das erste Experiment zur Verwendung von Quanten Entanglement in Quanteninformation gemacht. Das war ein Experiment, wo wir hier verschränktes Paar erzeugen und wir können eines der beiden Photonen manipulieren und da das ein Qubit ist, können wir vier verschiedene Informationen hier codieren, während Sie in einem normalen Bild nur zwei Informationen kodieren können. Das nennt man Dichte Dense Coding. Wie gesagt, im Jahre 1996 das Proposal war 92 und das Schöne ist, wie wir begonnen haben mit dieser Arbeit, wie ich 90 nach Innsbruck kam mit diesen Verschränkungsarbeiten, waren einige dieser Ideen noch gar nicht am Tableau und wir haben das Glück gehabt, das aufzugreifen. Wir haben das Glück gehabt, dass wir kapiert haben, worum es geht und das Experiment gemacht haben. Andere haben das auch gelesen und haben das Experiment nicht gemacht. Nun, was war jetzt der Ausgangspunkt? Das sind diese Dreiteilchen Verschränkungen, die Herr Kolser schon erwähnt hat. Es war 1900 194 war Herr Greenberger, ein amerikanischer Physiker, der in New York lebt, der heuer seinen 90. Geburtstag feiern wird. Und da werden wir ein kleines Symposium hier in Wien veranstalten zu seinen Ehren. Das ist die erste öffentliche Ankündigung von dem Symposium. Gestern habe ich erst eine Zusage bekommen, dass wir es machen können. Der Krimbürger kam nach Wien in einem Fulbright Stipendium und 94 saßen wir da eines Morgens, er war da und wir haben na, was machen wir denn eigentlich miteinander? Und wir hatten beide gesehen, dass man Verschränkung nur mit zwei Teilchen bisher untersucht hatte, nicht mit mehr. Und wir hatten das Gefühl, dass es da was Interessantes geben könnte. Wir wussten aber nicht was. Und was sich herausgestellt hat, war wirklich ein neues Paradigma sozusagen. Das war das Paradigma, dass man, wenn man drei Teilchen hat, die miteinander verschränkt sind, sind, kann es so sein, dass wenn ich an dem einen feststelle, dass es horizontale Polarisation, das andere hat auch horizontal, dass die Quantenphysik sagt, das dritte muss horizontal sein und die klassische Physik muss vertikal sein. Das ist ein Widerspruch zwischen Quantenphysik und klassischer Physik, der nicht mehr statistisch ist, sondern für einzelne Experimente, wo die Quantenphysik definitive Vorhersagen macht. Und das war eine konzeptive Sensation, weil man hat gemeint, die Quantenphysik ist sozusagen dort zuständig, wo statistisch ist und nicht, wo Vorhersagen mit Wahrscheinlichkeit einziehen. Und das war dann seit 88 haben wir das erst publiziert, Es hat ein paar Jahre gedauert. Ich hab schon gesagt, wir haben das Publizieren nicht für so wichtig gehalten, 88 haben wir es publiziert und seit damals war es mein Ziel, das zu verwirklichen. Und das hat zehn Jahre gedauert. Und wie wir das gestartet haben, haben wir keine Ahnung gehabt, wie wir das umsetzen sollen. Wirklich nicht. Die Quellen waren nicht vorhanden, wir haben nicht gewusst, wie man die Messungen an diesen drei Teilchen macht und so weiter und so fort. Aber es war das Ziel. Und das betone ich deshalb, weil heute, und das ist jetzt auch für alle Leute, die hier in Forschungsmanagement was zu tun haben, heute wird immer mehr verlangt, dass man hinschreibt, nicht nur, was man machen will, sondern auch die Methodik. Das hätten wir damals nicht machen können. Das heißt, es ist eine absolut kontraproduktive Forderung, die immer mehr um sich greift. Man muss natürlich überlegen, wem gibt man das Geld. Man kann nicht jedem, der verrückte Idee hat, das Geld geben. Man muss ein bisschen drüber nachdenken, das ist auch klar. Das hat dann zehn Jahre gedauert, bis wir das soweit gehabt haben. Hier die drei Co Autoren bei dem Experiment, bei der Theorie, meine Wenigkeit, Greenberg und Herr Horn, einige Jahre später, einige Jahre, nachdem wir dieses Theorem gefunden haben. Das Experiment war dann im Jahr 2000 publiziert, aber ein bisschen früher gemacht. Im Wesentlichen ist die Idee, dass man sich zwei Teilchenpaare erzeugt. Das sind einmal viere, vier Teilchen. Und dann messe ich ein Teilchen so, dass ich nicht weiß und auch das Teilchen nicht weiß, ob es von da kommt oder von da kommt. Das Teilchen weiß es nicht, ob es von hier auf hier kommt. Und damit werden die anderen drei miteinander verschränkt. Das war die Grundidee und das erfordert natürlich auch präzise Zeitmessungen und so weiter. Es waren alles Dinge, die wir im Laufe der Zeit entwickeln mussten, die heute Selbstverständlichkeiten sind. Hier die Experimentatoren und die Theoretiker, die an dem Chemie zusammengearbeitet haben, also hier Horn und Grimberger und da die experimentatoren bei uns. Jian We Pan ist heute der Leader der ganzen Quantenkommunikation, Quantum Computation in China, da Rieseninstitut mit glaube ich 300, 400 Leuten und so weiter und so fort. Baumeister ist Professor in Santa Barbara und in Leiden, Matthew Daniel ist in Australien, Harald Weinfurter ist Professor in München. Entlang des Weges haben wir eben, wie gesagt, diese Tens Coding machen können, weil wir die Methoden entwickelt haben, ohne zu wissen, dass die dafür gut sind. Und entlang des Weges, das war sozusagen nur ein Spin off, haben wir dann Teleportation gemacht. Das war nur ein Spin off nach dem Motto, ja den Proposal gibt's und das können wir machen, weil das geht ein bisschen leichter als GHz. Also machen wir es geschwind und erinnere zum Spaß an die Teleportation in der Science Fiction, an das berühmte Beamen. Da geht es ja darum, dass man aus einem Original die Information auslöst, die Information überträgt und mit Hilfe dieser Information das Original zusammensetzt. Quantenphysik sagt, das ist unmöglich und sagt deshalb, das ist unmöglich, weil ich aus einem Einzelsystem nicht, sagt Heisenberg Heisenberg Beziehung nicht die ganze Information herausholen kann, die es definiert. Das heißt, die Quantenphysik sagt, das ist ein Blödsinn. Und da haben die Leute, die diesen Film gemacht haben, die Filme haben dafür, ich weiß nicht, wie weit das bekannt ist, ich habe damals die Filme noch gesehen, die haben den Heisenberg Compensator erfunden und da ist der wiedergeheissen, der ich weiß jetzt nicht mehr bitte wer, Scotty? Nein, ich meine der Regisseur, der das gemacht hat, ist egal. Das bei einer Pressekonferenz gefragt haben worden, how does the Heisenberg Compensator work? Und er hat eine Antwort gegeben, die jeden Politiker, wir haben da die Mitterlehnung sitzen, auf die jeder Politiker stolz sein könnte. Er hat gesagt, very well, thank you. Nun, es ist fast so wie in der Medizin. Die Medizin, die zur Krankheit führt, kann auch zur Heilung herangezogen werden. So ist es auch hier. Die Quantenphysik kann zur Heilung herangezogen werden in der sogenannten Quantenteleportation, die von diesen sechs Kollegen erfunden wurde. 93 geht es darum, dass ich Ich möchte diesen Zustand hier teleportieren und ich teleportiere den mit Hilfe eines verschränkten Paares. Und zwar muss ich das, das ich teleportiere, verschränken mit einem der beiden Paare und dann wird die Information, weil die miteinander verschränkt sind, automatisch darüber übertragen, Sofort, instantan. Nur kann ich sie nicht auslesen, ohne zusätzlich eine klassische Information zu bekommen, wie das herausgekommen ist. 93 haben wir uns gesagt, das ist völlig unmöglich. Das geht nicht. Das ist eine typische Theoretiker Idee. Entschuldigung, typische Theoretiker Idee. Das geht nicht wissen, dass wir die Tools dafür schon entwickelt haben, dass wir dabei waren, die zu entwickeln. Und dann haben wir eben das Experiment gemacht Für für die Physiker jetzt ganz kurz der Einschub, das Interessante, die wichtigste Idee dabei ist folgende. Wenn ich zwei Photonen hernehme, zwei Photonen, die gleichzeitig auf einen Strahlteiler kommen. Strahlteiler ist ein ding, das zu 50 Prozent Wahrscheinlichkeit das Licht reflektiert und zu 50 Prozent lässt es durchgehen. Das heißt für Das ist so wie ein Schaufensterspiegel. Wenn Sie da hineinschauen, Sie sehen sich selber und Sie sehen die Sachen da dahinter, das ist auch ein Strahlteiler. Nur wissen das die meisten Geschäftsleute nicht, dass das ein Strahlteiler ist. Sollte man Ihnen vielleicht sagen, gut, wenn Sie da jetzt zwei Photonen gleichzeitig draufschicken, dann stellt Sie heraus und Sie fragen sich Moment, können die da ankommen? Gibt es zwei Mö Entweder gehen beide durch oder beide werden reflektiert und diese beiden Möglichkeiten löschen einander aus, weil das sind Bosonen, symmetrischer Zustand und so weiter, blabla. Das heißt, wenn ich jetzt hier ein Paar von Photonen auf diesen Strahlteiler schick und die kommen gleichzeitig an, dann gehen Sie entweder beide daher oder beide daher. Das ist ein Verhalten von Photonen, Dass sie clustern, aber nicht getrennt sind. Das sieht man da, wenn man da die Zeit misst, aber ist egal. Die Wahrscheinlichkeit, dass man Koinzidenzen misst als Funktion der Zeitdifferenz, so gibt es ein Minimum auf null, was lange. Das ist der berühmte Homo Meiner Tipp, was niemand gesehen hat und was uns dann aufgefallen ist damals in Innsbruck, war, dass es einen von den verschränkten Zuständen, dass es einen Zustand gibt, der antisymmetrisch ist, der ist antisymmetrisch. Da steht da physikalisch antisymmetrisch. In dem Fall verstärken sich die beiden Möglichkeiten und die beiden Teilchen kommen nur als Koinzidenz heraus. Und das Wesentliche ist, dass es die Möglichkeit für uns geworden Haben wir nebenbei entdeckt, mehr oder minder durch Zufall, durch langes Diskutieren. Damit können wir wenigstens einen verschränkten Zustand eindeutig identifizieren. Und das war dann ein wesentliches Workhorse. Hier ist das Bild der Teleportation, auch relativ simpel, relativ wenig auf dem optischen Tisch. Da haben wir eine Pumpe, die erzeugt ein Paar, das ist ein Trigger, dass überhaupt was losgestartet wurde und dann wird es wieder zurückgeschickt, erzeugt noch einmal ein Paar. Hier stellen wir ein die Polarisation des Fotos, das teleportiert wird. Da messen wir Koinzidenz und da kommt dann das Foto im teleportierten Zustand heraus. Hier sind die Leute, die das Experiment gemacht haben, damals in im Jahr 1997. Das war übrigens eine ganz lustige Geschichte, wie wir das eingeschickt haben bei Nature zur Publikation. Das Paper hatte den schlichten Titel Experimental Quantum Teleportation. Da habe ich lange nichts gehört. Dann habe ich die Herausgeberin angerufen und gesagt, was ist los? Ich höre nichts von euch. Ich habe nicht einmal bekommen die Bestätigung, dass sie das zu Gutachten schicken und sie hat ich will sie und so. Ich habe dann die Geschichte nachher erfahren. Ein berühmter Quantenoptiker in London hat gesagt, Nature hat ihn plötzlich angerufen und Du pass auf, wir haben da ein Paper und wir schicken dir das. Das war noch vor dem Internet mit einem Motorradfahrer. Und ich möchte nur wissen, ob das ernsthafte Physik ist oder geblöd mit dem Titel. Und er hat gesagt, das ist ernsthaft für Physik. Und dann war es publiziert. Das Interessanteste an der Teleportation ist die Teleportation von Verschränkung. Das ist wirklich konzeptiv unglaublich interessant. Man nimmt zwei Quellen her, die je ein verschränktes Paar erzeugen, je ein verschränktes Paar erzeugen. Die sind völlig unabhängig voneinander, also eins ist unabhängig von vier und so weiter und so fort. Und was man dann machen kann, ist, man kann diese beiden miteinander verschränken. Mit diesem Strahlteiler, den ich vorher erwähnt habe, wo man übrigens mehr als einen verschränkten Zustand feststellen kann, aber es ist egal jetzt mit diesem Strahlteiler kann man die beiden miteinander verschränken. Und was passiert dann? Dadurch, dass die beiden verschränkt werden, werden die beiden verschränkt. Und das ist unglaublich interessant. Das sind zwei Teilchen, die nicht aus der gleichen Quelle kommen, die einander nie gesehen haben. Die sind plötzlich verschränkt. Das war eine Idee, die wir im Jahr 93 publiziert haben, als reine Idee, wo man nicht genau wussten, wie man es machen wird, ungefähr schon. Das steckt aber auch schon im ER Paper von Brassar drinnen. Und das nennt man dann Entanglement Swapping, weil am Anfang sind die miteinander verschränkt und dann swappt man es, dann ist 1 und 2, 3 und 4 swappen es, dann sind 2 und 3 miteinander verschränkt und 1 und 4 und da kann man natürlich sich vorstellen, dass das beliebig weitergehen kann. Man kann da weitere und weitere und weitere. Und das ist die Grundkonzept von sogenannten Quantenrepeatern über Quantenkorrelation, über Langentfernungen zu übertragen. Aber das wusste man damals nicht. Damals war das nur die Kuriosität, die wir hatten. Experimentelle Realisierung war dann zum Beispiel mit Glasfasern, nur als Beispiel. Hier die beiden Quellen, hier dieser Strahlteiler und da die beiden anderen Photonen. Wenn man die Strahlteiler ist wie ein Beamsplitter, wie ein, ja genau, das ist Faserstrahlteiler. Und wenn man da Koinzidenzen misst, dann weiß man, dann hat man das miteinander verschränkt und dann sind die anderen beiden außen auch miteinander verschwist. Bei dem Ganzen hat Asha Perez erfunden. Asha Perez war einer der führenden israelischen Theoretiker, der hat gesagt, na pass auf, wir könnten da folgendes machen. Wir haben jetzt diese beiden verschränkten Quellen und wir wissen, wenn man das mit dem verschränkt, dann werden die außen verschränkt sein. Aber ich kann durch diese Messung kann ich viel später machen. Ich kann die beiden 1 und 4 gleich mal messen und die Entscheidung, ob ich die miteinander verschränke, 2 und 3, die kann ich viel später machen und ich kann auch mich entscheiden, die Verschränkung nicht zu machen. Aber wenn ich sie verschränke, dann waren die beiden verschränkt. Wenn ich sie nicht verschränke, waren sie nicht verschränkt. Und das ist nicht so, dass ich das nicht weiß und sie war definitiv nicht verschränkt. Es geht nicht beides gleichzeitig. Das war an sich eine super Idee von Perez. Was das erzählt ist, dass die Information, die wir hier haben, letztlich wirklich nur in den Relationen zwischen verschiedenen Messungen definiert ist und nicht in den Messungen selber. Wir haben das Experiment dann ein paar Jahre später gemacht. Shazung Ma, der ist jetzt ein Professor in Shanghai, hat eine unglaublich gute kreative Gruppe. Fantastisch, was sie machen momentan. Was wir da gemacht haben, ist, wir haben, wir haben eben einen Strahl, haben wir zwei Paare erzeugt, hier eins, da ist der Pumpstrahl und dann später das hier haben wir erzeugt, eines der beiden Photonen wurde sofort gemessen, wurde seine Polarisation gemessen, das andere wurde durch 100 Meter Glasfarbe geschickt, also verzögert. Und erst nachdem die so gemessen waren, hat man sich da entschieden, ob man die einzeln misst oder in Koinzidenz. Ich möchte erklären, das ist ein Interferometer und je nachdem, wie die interne Phase des Interferometers ist, ist es so, dass ein Ausgang hier einem Eingang hier entspricht. Das heißt, da messe ich, wo das Photon herkommt oder dass diese Photonen nicht wissen, woher sie kommen und damit sind sie verschränkt. Das war ein wunderschönes Experiment, das dann gemacht hat und was erzählt uns das? Es bestätigt die Aussage von Niels Bohr, Kein Phänomen ist ein Phänomen, außer ist ein beobachtetes Phänomen. Es hat keinen Sinn darüber nachzudenken, was wäre wenn, was wäre gewesen wenn, sondern erst wenn es beobachtet ist, kann ich darüber Aussagen treffen. Das Ganze war aber nicht nur nicht nur fundamentale Experimente, sondern ich zeige einige Experimente, die wir in meiner Gruppe gemacht haben im Lauf der Jahre. Das ist verschiedene Grundideen, die letztlich in Quantencomputern heute interessant sind, haben wir bei uns da realisiert, wobei die ganze Quantencomputerei und das alles überlasse ich gerne anderen Leuten, mich interessiert, das sind nach wie vor nur die fundamentalen Fragestellungen. Ich schau gerade auf die Uhr.

Ich.

Spreche erst 40 Minuten. Gut, da kommen wir leicht aus. Jetzt ganz kurz zu den sogenannten Bell Tests, also zu diesen Tests der Bellschen Ungleichungen. Da gibt es, wenn ihr jetzt die Messungen an diesen beiden Teilchen mache, da habe ich gesagt, da gibt es keine Verbindung zwischen denen und es gibt auch keine Programmierung sozusagen, was die machen werden. Und es könnte aber in irgendeiner Form sein, dass die doch voneinander wissen, was gemessen wird. Wenn das Experiment aus ist, kann irgendeine unbekannte Kommunikation da sein, die wir noch nicht kennen, so dass die voneinander wissen. Und die Frage ist, wie kann man das ausschließen? Und das kann man dadurch ausschließen, dass man sich auf die Relativitätstheorie verlässt, nachdem die Relativitätstheorie kein klassisches Signal kann schneller als die Lichtgeschwindigkeit funktionieren. Und man macht diese Messungen an getrennten Orten und ändert im letzten Moment, was man misst, ganz geschwind ändert man das. Und das war die Leistung von Asp, der als erster so ein Experiment gemacht hat, mit dem schnell herumschalten. Bei dem Experiment sind natürlich wie bei jedem ersten Experiment einige Fragen offen geblieben. Insbesondere war das in einem Labor, die beiden waren nur zehn Meter getrennt und da gibt es jede Möglichkeit und so schnell waren die Schalter nicht jede Möglichkeit da irgendwas, irgendeine Interpretation doch zu haben. Und da haben wir dann in 98 haben wir in Innsbruck ein Experiment gemacht, wo wir das wirklich dieses Loophole geschlossen haben und zwar das Paar erzeugt und zwei Messstationen, die ungefähr 300 Meter voneinander entfernt waren. Und wir haben im allerletzten Moment entschieden, welche Polarisation man misst. Und das geschieht so, dass man da eine sogenannte Bockelszelle hat. Das ist ein Device, mit dem man die Polarisation im allerletzten Moment drehen kann. Und wie viel man sie dreht, hängt von der Spannung ab, die man anhängt. Und ein Zufallszahlengenerator hier entscheidet, das war ein Quantenzufallgenerator entscheidet worden, da gemessen wird. Und das Ganze passiert so schnell, dass es erst, wenn das Foto nur drei, vier Meter vor dem Apparat ist, wird es entschieden. Das heißt, die Information kann unmöglich auf die andere Seite hinüberkommen. Da steht RIP Nobelmuseum Rigveska, dem Parze Nobelmuseum. Also diese warte mal, was habe ich? Diese Bockelszellen habt sind jetzt im Nobelmuseum, weil die brauchen wir nicht mehr, weil heute gibt es schon wieder viel bessere gebraucht. Das Ganze hat auch geführt zur Demonstration von Quantenkryptographie mit verschränkten Photonen. Das gleiche Experiment wie eben. Eine Quelle produziert ein Paar von Photonen, hier wird die Polarisation gemessen, hier wird die Polarisation gemessen und mit einem Zufallszahlengenerator wird im letzten Moment entschieden, was gemessen wird. Und das Interessante ist, wenn beide das Gleiche haben, dann habe ich hier perfekte Korrelationen. Entweder dieser Detektor feuert oder dieser. Entweder dieser feuert oder dieser, aber der gleiche. Also wenn ich das als 0 bezeichne und das als 1 bezeichne, dann bekomme ich hier eine Zufallsfolge von Nullen und Einsen, eine reine Zufallsfolge von Nullen Einsen. Auf der anderen Seite bekomme ich auch eine Zufallsfolge von Nullen und Einsen. Nur sind die beiden Zufallsfolgen identisch. Und man weiß aus der Kryptographie, wenn ich eine Zufallsfolge hab und die nur einmal verwende, dann kann ich jede Nachricht sicher verschlüsseln, solange der Spion nicht Zugang hat zur Zufallszahlenfolge. Und dieses Verfahren. Und das Problem ist in der normalen Kryptographie, dass ich die Zufallszahlen ja irgendwie übertragen muss. Der Empfänger der Message muss ja die gleichen Zufallszahlen kennen und das ist eine Sicherheitslücke und die existiert hier nicht mehr, weil die beiden Zufallszahlen entstehen gleichzeitig an den verschiedenen Orten, müssen nicht übertragen werden. Und man kann und wenn jetzt da ein Spion sich da einschalten würde und daraus messen, würde er die Korrelationen stören. Das heißt, weil man Photonen nicht zwei dreimal messen kann, sondern nur einmal. Das heißt, die beiden müssen nur einen kleinen Teil ihrer Zufallsfolge miteinander kommunizieren und wissen dann, ob sich ein Abhörer hineinschaltet oder nicht. Und da haben wir als erstes dieses Bild übertragen, Das ist auch eine lustige Story. Das ist die Venus von Willendorf. Warum haben wir dieses Bild gewählt? Meine Mitarbeiter sind gekommen, damals war der Stealth Bomber der Tankkappenbomber. Das war die Sache damals mit einem Bild vom Stealth Bomber habe ich gesagt, nein, ihr müsst was finden, was zwei Bedingungen erfüllt. Drei Bedingungen waren es. Das eine war, es muss österreichisch sein, Das zweite, es muss ohne Zweifel, es darf kein militärisches Symbol sein und es soll nicht Mozart sein, weil das wäre zu banal. Und dann sind wir gekommen auf die Venus von Willendorf. Wir haben hier das Bild der Venus von Willendorf. Das ist hier in einer Betten sozusagen pixelmässig, haben wir übertragen. Und zwar, das sind die beiden Schlüssel, das sind die Zufallsfolgen, von denen ich eben gesprochen hatte, die auf beiden Seiten zufällig entstanden sind, Bit für Bit. Man sieht, das schaut zufällig aus, aber es ist identisch. Schauen Sie da nur an. Dieser helle und dunkle Fleck ist da genauso. Die beiden sind identisch, aber sind vollkommen zufällig. Jetzt mischen wir dieses Bit für Bit mit dem und dann kommt das verschlüsselte Bild heraus. Und das kann man mit den besten Computern nicht entschlüsseln außer man hat die Zufallsfolge. Das ist das Grundprinzip. Der Bob kann das entschlüsseln, weil er hat die gleiche Folge und Sie sehen, da sind ein paar Fehler jetzt dabei, weil die natürlich nicht ganz perfekt die gleichen sind. Diese Fehler kann man dann korrigieren und so weiter und so fort. Übrigens, das wurde dann publiziert in Physical Review Letters, Wir haben das eingeschickt und wir haben gesagt, ein bisschen neugierig, was die prüden Amerikaner sagen zu diesem Bild und sie haben es ohne Probleme publiziert. Ich glaube, es gibt kein zweites Bild mehr in Füße Reflet, das wo eine unbegleitete Dame abgebildet ist. Nun, ich komme jetzt so nach Sachen. Wir haben dann zwischen Kanarischen Inseln, haben wir das gemacht, über 140 Kilometer. Warum? Weil dort, und da kann jedem jeder empfehlen, wenn sie je auf die Kanarischen Inseln kommen, auf Teneriff oder La Palma, es ist ein unglaublicher Cluster an beiden von Teleskopen für verschiedenste Einsatzzwecke. Und das ist spannend. Es gibt, kann man auch besuchen, man muss halt mit den Leuten reden und dann kann man so rein. Es ist unglaublich. Und auf beiden Orten diese Cluster von Teleskopen, diese Infrastruktur konnten wir nutzen für unsere Zwecke. Relativ simpel. Da haben wir über 140 km einmal Quantenkommunikation demonstriert und verschiedene andere Dinge. Ich möchte auf die Dinge gar nicht so detail reingehen, das geht heute nicht. Hier ein hochinteressantes Bild. Ich hab Einstein Butolski Rosen zitiert. Einstein übrigens, Einstein war 35 war damals in die USA immigriert, war am Institute of Advanced Studies in Princeton und er hat mit Podolski und Rose zusammengearbeitet, zum Teil auch aus Sprachgründen, weil er hat offenbar verdammt schlecht Englisch gekonnt, um das Ganze hinzukriegen. Rosène wurde dann später einer der Führer der israelischen Physik, die wollten den Einstein zurückhaben, Sie konnten letztlich Einstein nicht überzeugen, nach Israel zu kommen. Aber Rosé ist dann hingekommen beim Technik und hat im Wesentlichen dort die theoretische Physik aufgebaut in wesentlichen Punkten. Und da ist das Zitat, da sind die Zahl der Zitate dieser Arbeit. Die Arbeit kam, darf erinnern, 1935 heraus, da gab es fünf Zitate am Anfang. Die fünf Zitate waren wenig, aber es war immerhin zwei Zitate von Schrödinger und ein Zitat von Niels Bohr. Also so schlecht war das nicht immer. Entschuldiger und Bohr das zitiert und dann ist es praktisch eingeschlafen und es galt als, habe ich schon erwähnt, es galt nicht als das Richtige für Physiker, sich damit zu befassen, weil das ist eine rein philosophische Frage. Das hat auch Wolfgang Pauli einmal ausgedrückt, der hat dazu gesagt, es hat genauso wenig Sinn, sich mit dieser Frage zu befassen, wie die alte Frage, wie viele Engel auf der Spitze einer Nadel Platz haben. Man weiß übrigens echt, dass das eine reine Konstruktion der Geschichte später war. Die Leute waren nie so blöd, dass sie über das diskutiert haben, aber so ist es halt. Pauli hatte hier Unrecht, weil Bell kam und gesagt hat, das ist nicht nur philosophische Frage. Und da sieht man die Zitate 64 Warbel, und dann geht es langsam los und da waren unsere Arbeiten in diesem Bereich und dann steigt es an, weil hier der Zeitpunkt ist, wo sich herausstellt, dass Entanglement, Verschränkung in Quanteninformation was Wichtiges sein kann. Und dann geht es roh, steigt exponentiell an und heute, Sie sehen das Situationen pro Jahr, wir haben so an die 600 pro Jahr, das ist mit Abstand die häufigst zitierte Arbeit von Einstein, diese Arbeit. Und heute wird sie so ungefähr pro Tag zweimal zitiert und ich sage immer, das heißt aber nicht, dass sie so oft gelesen wird. Das ist eine der Arbeiten, die zitiert man halt. Es ist nämlich sehr schwer zu lesen, wenn man Physiker ist, mit den Instinkten, die man gelernt hat, ist es verdammt schwer zu lesen. Die Arbeit ist nicht einfach. Gut, nun ein paar neuere Dinge, einfach so zum Spaß. Eine der Fragen, die man sich stellen kann, habe ich schon gesagt, ist dieses Schalten, dieses Zufälliges. Woher kommt die unabhängige Information, die entscheidet, welche Polarisation ich hier messe, welche hier messe? Da kann man immer sagen, naja, es könnte ja irgendeine unbekannte gemeinsame Ursache geben in der Vergangenheit, die beides beeinflusst. Um das auszuschließen, muss ich Ursachen finden, die weit zurück in der Vergangenheit sind und entstanden sind an Orten im Kosmos, die einander nicht beeinflussen konnten. Da gab es die Idee, hier gab es die Idee, dass man Quasare nimmt. Quasare sind Objekte, wenn ich richtig gehe, wo die Astrophysiker noch immer diskutieren, was das wirklich ist. Da gibt es verschiedene Objekte, aber das sind die hellsten Objekte, die wir haben können. Und was man da macht, ist, man nimmt, man schaut zu einem Quasar da hinüber, man schaut zu einem Quasar da hinüber, wir sprechen von Milliarden von Lichtjahren jeweils und verwendet die Fluktuationen im Licht dieses Quasars, wobei man wieder lang argumentieren muss, dass diese Fluktuationen, dass die Fluktuationen tatsächlich von Quasar kommen, nicht auf dem Weg irgendwo erzeugt wurden und und man nimmt die Fluktuationen des einen Lichtes und man nimmt die Fluktuation des anderen. Hier ist das Experiment auf den Kanarischen Inseln, Das war übrigens das Experiment, das du erwähnt hast, mit mehreren, so viel Kuratoren waren das gar nicht mehr Kautoren. Man hat hier eine Quelle, die erzeugt die verschränkten Photonen. Hier entscheidet man, in welcher Basis man die beiden misst. Und das wird entschieden durch Licht, das von einem Quasar da drüben kommt, von einem Quasa da drüben kommt. Und zwar geht es da um Fluktuationen, leichte Fluktuationen im spektralen Zusammensetzung, ob das Licht eher rot oder eher blau ist, wird das eine oder die andere Polarisation gewählt und das entscheidet dann, was hier gemessen wird. Das Ganze ist einen Kilometer voneinander entfernt und die Elektronik hier ist so schnell, so schnell, dass eher die Information vielleicht auf der anderen Seite ankommen könnte, das Ganze schon abgelaufen ist. Die beiden Seiten sind vollkommen unabhängig voneinander. Nun, das ist übrigens ganz interessant, Einer der beiden Quasare war 12,5 Milliarden Lichtjahre weg, also ist schon verdammt knapp beim Big Bang. Und ich muss sagen, wenn man da auf dem Teleskop steht und man sieht auf dem Monitor ein Licht, das von so weit her kommt, das ist schon was, das ist was Unglaubliches. Nun, aber es ist noch nicht die endgültige Story, weil die beiden könnten ja doch noch eine gemeinsame Vergangenheit haben und von einer Ursache beeinflusst worden sein, die wir nicht kennen. Man muss noch weiter zurückgehen. Und wohin geht man zurück? Eine der Sachen, wo man weit zurückgehen kann, ist der sogenannte Mikrowellen Background. Das Universum hat am Anfang geglüht und war nicht transparent für Licht. Ungefähr Jahre nach dem Big Bang wurde das Universum transparent für Licht und sozusagen die Farbe des glühenden Universums. Das Licht das glühende Universum ausgesandt hat, das kann man heute noch beobachten. Das ist durch die Expansion des Universums abgekühlt auf 2,7 Grad. Aber das kommt überall von überall daher. Am Anfang waren es 3000 Kelvin zu diesem Zeitpunkt auf 2,7 Grad. Das ist, ist aber überall am Kosmos kann man überall sehen und was wir natürlich verwenden wollen ist, dass wir verschiedene Ecken anschauen dieses Big Bang Lichts und das zum Steuern verwenden. Das ist der nächste Schritt. Aber dann sind wir noch immer nicht weit genug zurück. Man kann noch immer weiter zurückgehen. Und da gibt es zwei Ideen. Die eine ist sehr spekulativ. Man kann also mit Licht kann man nicht weiter zurückgehen als Jahre nach dem Urknall. Wenn man Neutrinos nimmt, kann man weiter zurückgehen, weil die können durch die waren damals nicht auf, die sind nicht aufgehalten worden. Das heißt primordial Neutrinos, also Neutrinos, die vom Big Bang herkommen, das ist eine spekulative Idee, aber ich habe schon öfter in meinem Leben spekulative Ideen gehabt und vielleicht lässt das durchführen. Wir arbeiten daran, wir überlegen uns das Und dann noch spekulativer sind primordiale Gravitationswellen. Das heißt, ich kann mich noch genau erinnern, wie wir das diskutiert haben mit den Kollegen, da waren durchaus bekannte Gravitationsphysiker am MIT dabei, habe ich gesagt na gut und was ist, wenn man Gravit primordiale Gravitationswellen nehmen und gesagt du bist verrückt, das ist ja Unsinn. Zwei Jahre später, drei Jahre später wurden die Gravitationswellen entdeckt und ungefähr Wochen später war das erste Paper über primordiale Gravitationswellen. Also vielleicht geht es da weiter, das ist Spekulation hier zum Abschluss. Bisschen was noch zur Unterhaltung. Unter anderem haben wir das ist jetzt nicht Verschränkung, sondern Einzelphotonen Quantenübertragung gemacht zwischen Xinglong, das ist eine Station in China, China ziemlich weit oben am Berg und in dem Fall Graz mit Hilfe des Quantensatelliten mit möchte ich auch dazu sagen, ich habe so Beginn der er Jahre habe ich mich bemüht in Europa so ein Quantensatelliten auf die Reihe zu bringen. Das habe ich nicht geschafft sozusagen die Sprache, die da verwenden hätte müssen Und dann muss man Konsortium zusammenstellen, wo mindestens 2, 3 größere EU Länder dabei sind, aber kleine. Das habe ich einfach nicht geschafft müssen. Und dann ruft mich ungefähr um 2010 ruft mich mein Schüler, der Chinese, den sie gesehen haben, ruft mich an we are starting the program for a quantum satellite. Do you want to collaborate? Und meine erste Frage war sofort how much money do you have? Und Er hat gesagt 100 Million Dollars, but that is just a line, it's just a number. Das heißt, das war chinesische Politik hier den ersten Quantensatelliten in den Weltraum zu schicken. Sie haben es geschafft, Sie waren die Ersten und ich hab gesagt, wir arbeiten zusammen unter zwei Bedingungen, Das ist mir immer ganz wichtig. Erstens, es geht kein Geld von A nach B. Das heißt, weder investieren die Chinesen was bei uns, noch beteiligen wir uns finanziell dort in China. Und das Zweite, alles was wir gemeinsam machen, wird publiziert. Und bisher haben sich unsere chinesischen Freunde daran gehalten und ich glaube, sie sind sogar recht erfreut, die Physiker, als wir gesagt haben, dass alles publiziert wird. Aber gut, das ist jetzt eine different story hier, was wir da geschickt haben. Und da war auch dieses Quantentelefonat, das war ein Gag. Aber hier, was wir geschickt haben, wir haben das Bild von Schrödinger hinübergeschickt und sie haben jetzt das Bild von Mizius zu uns geschickt. Das war ein chinesischer Philosoph, der war neben Lao Tse und Konfuzius, war sozusagen der dritte große Name, der allerdings bisschen untergegangen ist, weil er sehr starke sozialrevolutionäre Ideen auch hatte. Der wird übrigens jetzt wieder ausgegraben, das ist ganz interessant jetzt wieder ausgegraben. Er lebte ungefähr zur Zeit des Aristoteles und er war der erste, der experimentell demonstriert hat, dass sich Licht geradlinig ausbreitet. Ganz interessant. Diese Brücke zu dieser Tradition haben wir noch immer viel zu wenig geschlagen. Gut, ich komme zum Ende meines Vortrages. Bemerkung, ziemlich genau eine Stunde. Gut, eine Bemerkung. Was erzählt uns das Ganze? Hier zitiere ich Isidorabi 1985 eine Konferenz zum 100. Geburtstag von Nils. In Cambridge, Massachusetts und da wurde diskutiert, was uns das Ganze erzählt. Und er ist auf die ganzen großen Leute der Quantenphysik, war ein Podium und plötzlich steht ein kleines Mandl in der ersten Reihe auf und sagt, das, was ich da hergeschrieben hab, I think we are missing a very basic point. The next generation when they found it will knock on their heads and say Hauku Mistlet, nämlich über die philosophische fundamentale Grundlegung des Ganzen. Das Interessante ist, es wurde von der Community ignoriert, wie er das gesagt hat. Bin dann hingegangen, mich vorgestellt, er hat gesagt, ja, ich bin der Rabbi. Rabbi ist der Mann, der den Kernspintomographen erfunden hat und so weiter und so fort. Also keine Kernspin Resonanz, also keine unbedeutende Persönlichkeit, auch Nobelpreisträger und ich glaube, er hat recht. Ich glaube, er hat nach wie vor Recht. Ich möchte schließen mit vielleicht einem oder zwei Punkten. Warte mal, wo bin ich da halt aus. Entschuldigung. Da ist noch ein schönes Zitat von Niels Bohr. There is no quantum world, there is only an abstract quantum physical description. It is wrong to think that the task of physics is to find out how nature is physical concerns what we can say about nature. Und hier liegt ein Schlüssel. Der Schlüssel ist der, dass das, was gesagt werden kann über die Welt, dass das zentral ist für die Physik sozusagen. Information muss ein zentrales Konzept sein und nicht primär die Wirklichkeit. Und da glaube ich, ist ein ist ein ist eIN Schlüssel, an dem haben wir, also Charles Bruckner und ich haben ein bisschen schon daran gearbeitet, aber das müssen wir stärker ausarbeiten. Es geht um die Beziehung zwischen Wirklichkeit, Information. Das Erste, was wichtig ist, der Quantenzustand, ist nur eine Darstellung von Information, von Wissen, das wir haben über eine experimentelle Situation. Da gibt es die berühmte Frage, angeblich hat Albert Einstein dem Niels Bohr gesagt, do you really believe that the moon is not there when nobody looks? Glaubst du wirklich, dass der Mond nicht da ist, wenn keiner hinschaut? Auf das soll der Bohim gesagt beweisen Sie mir doch das Gegenteil. Und da liegt, glaube ich, wirklich ein Schlüssel. Da liegt wirklich ein Schlüssel. Die Frage ist, das ist vielleicht Englisch. Das macht das Konzept von Wirklichkeit ohne die Möglichkeit einer Wirklichkeit, ohne die Möglichkeit darüber informiert zu beziehen, die dann wieder gewissen Gesetzen entsprechen muss, nämlich den Gesetzen von logischen Aussagen über die Wirklichkeit und so weiter und so fort. Macht sowas Sinn? Wahrscheinlich nicht, wahrscheinlich nicht. Und ich glaube, wir müssen eine Vereinigung des Konzepts Wirklichkeit und Information finden. Und das war immer schon in der Geschichte der Physik, dass Vereinigung von ganz verschiedenen Konzepten plötzlich zu etwas total Neuem geführt haben. Nun, ich schließe mit einer Folie. Das sind, das sind die Leute, mit denen ich gemeinsam wissenschaftliche Papers geschrieben habe, jeweils mit dem Jahr beginnend. Und jeder ist nur einmal drauf. Jeder ist nur in dem Jahr drauf, wo er zum ersten Mal mit mir gemeinsam publiziert hat. Und das ist nicht nur die Folie. Das geht weiter auf dieser Folie. Geht weiter auf dieser Folie. Und ohne alle diese Menschen würde ich heute nicht hier stehen. Und ich danke für die Aufmerksamkeit.

Toll, dass sie da waren. Energie für den Raum.

Gut Wunderbar, vielen Dank. Danke.

So, Ihnen allen danke ich fürs Kommen und hoffe, es war ein inspirierender, auch unterhaltsamer und mit vielen philosophischen Fragen uns entlassender Vortrag. Vielen Dank nochmal, Herr Zeiling.

Wenn Sie den Vortrag nochmal sehen möchten oder diesem jemanden empfehlen, sehr gerne. Er ist ab sofort über die Website der Universität Wien abrufbar und wir freuen uns jetzt schon über Zugriffe heute während Ihres Vortrages. Kommen Sie gut nach Hause und wir würden uns uns sehr freuen, Sie bei einer der nächsten Veranstaltungen der Uni Wien begrüßen zu dürfen.