Unter Dekohärenz versteht man den Effekt, dass typische Quanteneigenschaften eines Systems durch Verschränkung mit der Umgebung irreversibel zerstört werden. Konkret bedeutet dies, dass durch Wechselwirkung mit der Umgebung letztere in die quantenmechanische Superposition des Systems mit einbezogen wird (es tritt also eine Dislokalisation dieser Superposition auf), sodass diese am System nicht mehr festgestellt werden kann: Man müsste auch die Umgebung in die Messung mit einbeziehen, dies ist aber nicht möglich, da man deren Zustand nicht exakt kennt. Im reversiblen Fall kann man nur von virtueller Dekohärenz sprechen. Durch die unvermeidbare Dekohärenz bestimmter (makroskopischer) Superpositionen erscheinen die verbleibenden Zustände dem lokalen Beobachter klassisch (d.h. nicht dem Superpositionsprinzip unterworfen), so dass keine eigenständigen klassischen Begriffe mehr vorausgesetzt werden müssen: die Quantentheorie gilt universell. Bei konsequenter Anwendung führt diese Hypothese zur Everett-Interpretation (s.a. Viele-Welten-Interpretation -- oft verwechselt mit der sogenannten „many-minds-Interpretation“), während die Kopenhagener Interpretation die quantenmechanische Beschreibung beim Einsetzen von Dekohärenz zu Gunsten klassischer Begriffe abbricht und die orthodoxe Interpretation von Neumanns einen Kollaps der Wellenfunktion im Gegensatz zur Schrödinger-Gleichung annimmt.

Häufig wird Dekohärenz fälschlich als Störung durch die Umgebung oder als Phasenmittelung in einem Ensemble missverstanden. Insbesondere bei einer (kontrollierbaren) Verschränkung in bipartiten Systemen bedeutet deren scheinbarer Verlust durch Dekohärenz aber vielmehr gerade eine Ausweitung der Verschränkung auf die (unkontrollierbare) Umgebung.

Die Dekohärenz ist aber auch von praktischer Bedeutung, da sie für die Konstruktion von Quantenrechnern ein großes Problem darstellt.

Weblinks

• Decoherence.de
• Decoherence: Basic Concepts and Their Interpretation by Prof. Dr. H. Dieter Zeh
• Elements of Environmental Decoherence by Dr. Erich Joos
• Grundidee der Dekohärenz

Quantenphysik

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