Diskussion:Quanteninformation

Dieser Artikel wurde ab Juni 2020 in der Qualitätssicherung Physik unter dem Titel „Quanteninformation“ diskutiert. Die Diskussion kann im Archiv nachgelesen werden. Anmerkung: Der Artikel behandelte eine Vielzahl von quantenmechanischen Phänomenen, ohne dabei auf die Quanteninformation einzugehen. Daher wurde er auf einen kurzen Abschnitt (zukünftige Einleitung !?) zusammengekürzt, um einen Neuschrieb zu ermöglichen.

Bearbeitungskonflikt

Wir überschneiden uns hier. Ich habe nichts dagegen, wenn jemand Teile aus meinem Text 'Menge der Information' wegkürzt. Philipp W. (unvollständig signierter Beitrag von Philipp W. (Diskussion | Beiträge) 10. Juni 2003 um 11:40 Uhr)

Der Teil muss ohnehin überarbeitet werden, weil der Gehalt an Information keineswegs ein unstrittiges Thema ist (beispielsweise behaupten manche, dass jedes Quantensystem nur endlich viel Information hat, und daraus die Eigenschaften der Quantenmechanik abgeleitet werden können; siehe den Artikel "Information and fundamental elements of the structure of quantum theory", www.arxiv.org/abs/quant-ph/0212084).

Das Ganze hängt eng mit den verschiedenen Interpretationen der Quantenmechanik zusammen. (nicht signierter Beitrag von 212.183.120.111 (Diskussion) 10. Juni 2003, 17:00 Uhr)

Über die Menge der Information

Wenn ich den Abschnitt richtig deute, dann ist das Arbeiten mit Quantenteilchen unmöglich, also ein Quantencomputer nicht realisierbar.
Liege ich da richtig? --Dominick Funk 20:27, 11. Dez. 2009 (CET)

wie kommst du darauf? wenn das so waere wuerde man nicht forschen.-- 91.15.152.131 00:14, 8. Jan. 2010 (CET)

qualitaet des artikels

aus welchem popscience buch wurde der artikel denn abgeschrieben? geht das vielleicht alles auch in einer sprache die einem physiker hilft? so hilft er naemlich keinem, weil weder der laie noch der physiker kapieren was da steht (popscience eben). der begriff sollte schon einigermassen praezise erlauetert werden und nicht so larifari wie momentan. als beispiel: "Während ein klassisches Bit sozusagen eindimensional ist, also nur eine Ja-Nein-Alternative, ist das Qubit dreidimensional." ich denke wo die mankos dieses satzes liegen muss man nicht weiter kommentieren. viel glueck -- 91.15.152.131 00:17, 8. Jan. 2010 (CET)

Doch, das kann man durchaus kommentieren. Der Begriff "dreidimensional" ist verwirrend bis falsch. Dass in dem Abschnitt ständig zwischen Dpin 1/2 und Photon (Spin 1) hin und hergesprungen wird, macht es auch nicht besser. Der Artikel zum QBit ist nicht schlecht. Evtl. sollte man von dort ein paar Kernaussagen übernehmen. --Tom-stoer (Diskussion) 08:25, 14. Mär. 2015 (CET)

Die Qualität ist katastrophal. Der Begriff der Dimension ist im Fall des klassischen Bits völlig fehl am Platz, weil es hier nicht um kontinuierliche Strukturen geht. Im Falle des Qubit ist ein Dimensionsbegriff schon etwas besser gewählt (Bloch-Sphäre). Allerdings ist 3 hier auch wieder falsch, zumindest dann, wenn man reine Zustände meint und die Bloch-Sphäre ist dann eine 2-dimensionale Untermannigfaltigkeit des 3-dimensionalen Raumes. Also der Artikel braucht eine massive Verbesserung. Wikipedia-Qualität halt. (nicht signierter Beitrag von 139.30.106.16 (Diskussion) 00:21, 21. Feb. 2016 (CET))

Löschen!

Quanteninformation: Gibt es die überhaupt? Der Artikel ist ein verwirrendes Durcheinander von halbrichtigen und ganzfalschen Behauptungen. Die einführende ‚Definition‘ ist eigentlich keine, denn sie spricht von etwas, was man klassisch nicht beschreiben kann, ohne zu sage, wie man es stattdessen beschreibt. Ein Beispiel, das zeigt, was die Autoren meinen, finde ich nirgends. Quantencomputer, Quantenkryptographie und andere Quanteninformationstechnologien kann man unter dem Stichwort Quanteninformatik zusammenfassen. Wird da ein anderer Begriff von Information gebraucht? Natürlich geht es um Information, aber sie wird auch da in Bit gemessen. In keinen anderen Bits als man sie sonst braucht.

Einer der schlimmsten Unfüge des Artikels ist die Behauptung, das Qubit sei das quantenmechanische Äquivalent des Bits. Ein Bit ist etwas Abstraktes. Ich glaube ungefähr zu wissen, was: Das Maß für die Anzahl von ja/nein-Abfragen, die von einer bestimmten Feststellung beantwortet werden. So abstrakt jedenfalls, dass man nicht verschiedene Arten von Bits unterscheidet. Ein Qubit ist etwas ganz Anderes: Ein materielles Objekt, dass geeignet ist, in seinem Zustand ein und nur ein Bit zu speichern. ein Quantenobjekt mit zweidimensionalem Hilbertraum. Keine Maßeinheit, sondern ein Speicherelement! Es kann eine Struktur auf einem Chip sein, ein Elektron mit seinem Spin, ein Ion in einer magnetischen Falle, und vieles Andere.

Auch schlimm: Ein Qubit sei dreidimensional! Was soll das überhaupt heißen? Manche Eigenschaften eines Qubits zeigen sich in der Tat recht anschaulich am Elektron mit seinem Spin. Die Menge der Zustände (nicht das Qubit selbst) lassen sich mit den Punkten einer Kugel veranschaulichen. Ja. Und was ist mit dem zweidimensionalen Vektorraum, den diese Zustände bilden?

USW. usw. Eine solche unausgegorene Sammlung von Eindrücken aus der Quantenmechanik ist kein Artikel für eine Ezyklopädie.

Bitte löschen.– Binse (Diskussion) 11:15, 25. Nov. 2019 (CET)

Klar gibt es Quanteninformation - und dass sie nicht mit den Konzepten der klassischen Informationstheorie alleine beschrieben werden kann, macht schon das Beispiel der Verschränkung klar: die Versendung eines Qubits kann ein ebit an Verschränkung produzieren, wenn man nur klassische Information versendet, ist das nicht möglich. Man sollte daher im Einleitungssatz mE ergänzen: "... da nur im Rahmen der Quantenmechanik beschreibbare Konzepte wie die Überlagerungszustände und Verschränkung essentiell für ihre Eigenschaften und ihr Anwendungspotential sind. Diese eröffnen insbesondere hinsichtlich ihrer Geschwindigkeit und Sicherheit erweiterte Möglichkeiten der Informationsverarbeitung."

Das Bit ist eine Abstraktion genau wie das Qubit: das jeweils kleinstmögliche informationstragende System. In der Praxis realisiert man Bits in der Regel durch recht grosse Systeme, z.B. die Zeichen "0" und "1" oder das Loch in einer Lochkarte. Qubits werden so gut wie immer auch durch zusammengesetze Systeme realisiert (Energieeigenzustände gefangener Ionen oder Atome, von Josephson-Schaltkreisen oder Spinzustände von Leitungsbandelektronen): wie beim Bit auch implementiert man das abstrakte Konzept in der Praxis indem ein adäquater Zustandsraum isoliert und die Realisierbarkeit der nötigen logischen Operationen demonstriert wird. Im Fall des Qubits ein 2dimensionaler Hilbertraum statt des aus 2 Punkten bestehenden Raum des Bits.

die Aussage zur Dreidimensionalität finde ich auch unglücklich. Man könnte sagen, dass der Zustand des Qubits durch 3 reelle Parameter (in der Blochkugel) vollständig beschrieben werden kann. (Im Gegensatz zum Bit, in dem das eindimensionale Intervall [0,1] genügt). Oder, mehr im Sinne des bisherigen Textes, dass die Messungen, die man am Qubit vornehmen kann, sich verstehen lassen als Polarisationsmessungen entlang einer beliebigen der drei Raumdimensionen (im Gegensatz zum Bit, das nur eine Messung (entsprechend der Polarisation in einer Raumrichtung) zulässt).

also: verbessern, nicht löschen! --Qcomp (Diskussion) 11:58, 25. Nov. 2019 (CET)

Hallo Qcomp!

Da musst Du aber schon sehr verbessern. Bisher sehe ich, wie gesagt, nur eine Sammlung von klassisch nicht verständlichen Phänomenen, eben Quantenphysik. Willst Du das einfach alles zu Quanteninformation erklären? Also, bitte, eine Erklärung, was das sein soll, oder mindestens ein Beispiel.

Was das Qubit anlangt. Man kann sicher das Bit als die Abstraktion der Menge aller Flip/Flops ansehen und analog die Menge aller Qubits als Abstraktum mit einem Namen versehen. Wenn man dabei einfach das gleiche Wort auf beiden Ebenen verwendet, wird aber die Sprache ungenau und für eine sorgfältige Diskussion unbrauchbar. Tatsächlich wird gewöhnlich von einem Speicher nicht gesagt, er bestehe aus soundsovielen Bits, sondern er habe eine solche Kapazität. Das Bit ist etabliert als Maßeinheit der Information. Ich habe nicht gesehen, dass irgendwer irgendwas in Qubits misst. Könnte man vielleicht machen, indem man sagt, ein $2^{n}$-dimensionaler Hilbertraum habe eine Kapazität von n Qubits. Was wäre damit gewonnen? Und wie rechnet man jetzt damit? Zwei physische Qubits trügen nach dieser Definition 2 Qubit an Quanteninformation, gleich, ob sie verschränkt sind oder nicht. Angenommen sie sind verschränkt und ich verschicke eines davon, so kommt im Teleportations-Experiment die Quanteinformation erst an, wenn ich noch 2 Bit an klassischer Information hinterher schicke. Das scheint nicht aufzugehen: Wir hätten da ein physisches Qubit mit weniger als einem Qubit an Quanteninformation. Wie würdest Du rechnen? Wenn man damit nicht rechnen kann, ist das Qubit eben kein Äquivalent zum Bit.

Wenn Du schreibst, der Informationsgehalt eines Qubits sei ungeklärt, heißt das doch in Wirklichkeit, dass man über den Begriff der Information noch nachdenken darf. Darf man. Vielleicht käme ja Quanteninformation dabei heraus. Aber davon steht ja garnichts im Artikel. Und irgend eine Aussage über die angebliche Quanteninformation: Nichts! Hinsichtlich des Lemmas ist der Artikel absolut leer. Löschen!! Es sei denn, du gibst ihm Inhalt.– Binse (Diskussion) 18:54, 25. Nov. 2019 (CET)

Hallo Binse, man benutzt das Qubit z.B. als Einheit für die Quantenkapazität von (Quanten)kanälen (ebenso wie das Bit im Fall klassischer Kanäle) - und zwar genau wie Du vermutest: wenn ein Quantenkanal es dem Nutzer erlaubt (für grosse N), bei N-facher Verwendung des Kanals einen $2^{mN}$-dimensionalen Raum (nahezu) fehlerfrei zu übertragen, dann hat er einen Quantnekapazität von $m$ Qubits. In M. M. Wilde: From Classical to Quantum Shannon Theory. 2011, arxiv:1106.1445.  wirst Du Qubits ganz parallel zu Bit benutzt finden. Und das Qu in Qubit macht ja genau den Unterschied klar (während das bit die Analogie betont).

Dein Beispiel mit der Teleportation ist korrekt: 2 Qubits haben 2 Qubits an Information. Wenn ich eins durch einen idealen Quantenkanal verschicke, dann besitzen jetzt beide ein Qubit and Quanteninformation. (In diesem Fall sogar zwei Quanits, die ein "ebit", die Basiseinheit der Verschränkung realisieren.) Diee zwei klassischen Bits sind ein Spezialfall der Teleportation: um auch das zweite Qubit zu Bob zu senden, könnte Alice einfach ihr Qubit durch einen rauschfreien Quantenkanal schicken. Wenn sie den aber nicht hat, sondern nur einen klassischen Kanal, können A und B ihr ebit verwenden (zusammen mit einem klassichen Kanal) verwenden um ein Qubit von A nach B zu übertragen: 1 ebit + 2 cbits = 1 Quantenkanal der Kapazität 1 qubit. Die Quanteninformation in den zwei verschränkten Qubits wird dabei ausgelesen/zerstört.

Dass der Informationsgehalt eines Qubits ungeklärt sei, steht im Artikel und das muss korrigiert werden: ein Qubit (als physikalisches Zweizustandssystem aufgefasst) kann bis zu einem Qubit Quanteninformation speichern oder bis zu einem Bit klassischer Information. Quanteninformation lässt sich nicht sinnvoll in klassische Information umrechnen: im Prinzip braucht man unendlich viele Bits um ein Qubit zu spezifizieren (2 reelle Parameter), aber mit einer endlichen Anzahl bekommt man das hinreichend genau hin - allerdings wächst diese Zahl dann expenentiell an, wenn man den Zustand von N Qubits beschreiben will - und ganz egal wie detailliert die klassische Beschreibung ist erlaubt sie Dinge wie Teleportation oder Bell-Verletzung nicht, die mit Quanteninformation möglich sind.

Der Artikel sagt bisher aus: Quanteninformation ist die Form von Information, die zur ihrer Speicherung und Verarbeitung quantenmechanischen Systeme und Verfahren erfordert. Sie hat Eigenschaften (wie No-Cloning, die Möglichkeit Inkompatibler Messungen oder von Verschränkung) die klassische Information nicht bietet und sie erlaubt daher quantitative oder qualitativ verbeserte Verfahren der Kommuniktion und Berechnung.

Natürlich soll dieser Artikel nicht einfach Quantenmechanik wiederkäuen oder Quanteninformationstheorie und der Abschnitt "Grundlagen" ist vielleicht unnötig lang und manche erklärung könnte auch einfach durch den entsprechenden Wikilink ersetzt werden. Aber meiner Meinung nach sollte das sehr weit entwickelte Konzept der Quanteninformation (vgl. das Buch von Wilde) als Analogon zur klassischen (Shannon-)Information (mit sich aus der QM ergebenden Möglichkeiten und Problemen) einen eigenen Artikel haben. Ich schau die Tage mal, was sich da verbessern lässt. Krass falsches hab ich jetzt beim schnellen Lesen nicht finden können, allenfalls Missverständliches bzw Unklares wie das "Dreidimensional" udn das "nicht vollständig geklärt". --Qcomp (Diskussion) 21:13, 25. Nov. 2019 (CET)

Ach Qcomp! Was unklar ist, kann ja nicht krass falsch sein. Ich habe ja schon angemerkt, dass ich in dem Artikel eine Sammlung von quantenmechanischen Phänomenen sehe, die klassisch nicht zu verstehen, (z.T nicht einmal zu formulieren) sind. Wie mir jetzt scheint, glaubst Du jeder dieser Abschnitte besage etwas über Quanteninformation. Das mag für Dich zutreffen, aber für mich, und ich fürchte für andere Leser auch, ist der Bezug falls überhaupt erkennbar, dann höchst nebulös. Der Text versäumt es, den Bezug herzustellen. Es ist ja unbestritten, dass man die Quantentheorie klassisch nicht verstehen kann. Aber der Artikel sagt, soviel ich sehe, an keiner Stelle, wie man mit dem Begriff der Quanteninformation zu einem Verständnis kommt. Mir scheint, Du liest Dinge, die nicht dastehen. Ich sehe nur so Behauptungen, sie sei nützlich oder grundlegend, man könnte sagen: Werbung. Wahrscheinlich kann das gar nicht anders sein, solange nicht gesagt wird, was QI überhaupt sei. Es steht ja nur da, was sie nicht ist (Habe ich gleich zu Anfang geschrieben, ich wiederhole mich). Allmählich glaube ich zu sehen, dass die Richtung einer Spinachse im Raum ein typisches Beispiel von QI ist, vielleicht jeder Zustand eines quantenmechanischen Systems. Typisch für QI wäre dann allerdings, dass man sie nicht in Erfahrung bringen kann. Es wäre Information, die nicht informiert. Das mag der eigentliche Grund gewesen sein, dass ich gefragt habe: QI, gibt es das denn? Wie Du siehst, habe ich trotz unsere Diskussion noch nicht verstanden, was gemeint ist. Für mich bleibt der Artikel, bezogen auf das Lemma leer. Guten Erfolg beim Verbessern!– Binse (Diskussion) 02:37, 27. Nov. 2019 (CET)

Hallo Qcomp! Nach, wie ich meine, ziemlich klar formulierter Kritik hatte ich empfohlen, den Artikel wegen gähnender Leere zu löschen. Du hattest geantwortet: Nicht löschen, verbessern! Jetzt schaue ich nach fast einem halben Jahr mal wieder nach, aber siehe da: Das Informationsvakuum besteht unverändert. Nichts ist verbessert.

Man kann den Artikel von vorne bis hinten lesen und hat am Ende keinerlei Ahnung, was Quanteninformation sei, wie sie sei, oder wie dieser Begriff zum Verständnis der Quantentheorie beitragen kann. Nichts. Was gibt es da Anderes als zu wiederholen: Bitte löschen! – Binse (Diskussion) 00:59, 8. Mai 2020 (CEST)

Der Vorschlag aus diesem Diskussionsabschnitt, den ganzen Artikel zu kürzen, wurde in die QS Physik eingestellt. Die dortige, inzwischen archiveirte QS-Disk führte zu einer Streichung des Großteils des Artikels und der Neuformulierung eines Stubs, der bei einem Neuschrieb als Einleitung dienen kann. Dadurch konnte auf einen Löschantrag verzichtet werden. --Dogbert66 (Diskussion) 08:05, 5. Aug. 2020 (CEST)

Dieser Abschnitt kann archiviert werden. Dogbert66 (Diskussion) 08:05, 5. Aug. 2020 (CEST)

Artikel neu

Nach eingehender Diskussion auf der Seite der Qualitätssicherung habe ich den Artikel auf wenige Sätze reduziert, die den Begriff als Hypothese charakterisieren. Dass jeder, der sachlichen Inhalt hinzufügen kann, dazu eingeladen ist, versteht sich bei WP von selbst.– Binse (Diskussion) 01:34, 18. Jul. 2020 (CEST)