Ein Rückblick auf „klassische Verschränkung“, der die quantenklassische Kluft verwischt

Verschränkung oder Nichttrennbarkeit bilden einen Eckpfeiler der Quantenmechanik, aus dem viele ihrer einzigartigen Eigenschaften hervorgehen. Beispielsweise führt die Nichttrennbarkeit in verschränkten Teilchenpaaren zu einer scheinbar sofortigen Informationsübertragung und kontraintuitiven Materiezuständen. Solche Phänomene finden Anwendung in verschiedenen Bereichen, wie Quantencomputing oder Quantenkryptographie.

Nichtseparierbarkeit ist jedoch auch im klassischen Bereich allgegenwärtig. Tatsächlich kann sogar die Prismenstreuung von Licht, wie sie von Newton vor über drei Jahrhunderten beobachtet wurde, als ein Beispiel für nicht trennbares Licht angesehen werden. Nichtseparierbarkeit in klassischen Systemen oder „klassische Verschränkung“ ist jedoch wenig und nur fragmentarisch erforscht, während ihr Potenzial sicherlich nicht voll ausgeschöpft ist.

In den letzten Jahren hat das Interesse an nicht trennbaren optischen Systemen zugenommen, die typischerweise sich im freien Raum ausbreitende Strahlen und Impulse beinhalten. Zu diesem Zweck ist das On-Demand-Design und die Erzeugung von nicht trennbaren klassischen Lichtzuständen unter Verwendung seiner verschiedenen Freiheitsgrade wie Raum, Polarisation, Frequenz und Ausbreitungsweg entscheidend geworden. Das Konzept der Nichttrennbarkeit in der Optik wird nun auf raumzeitlich nichttrennbare Pulse und strahlenwellengekoppeltes geometrisches Licht ausgedehnt.

Kürzlich erschien eine Rezension in Laser- und Photonik-Rezensionen schlägt eine umfassende Überprüfung der Nichttrennbarkeit im klassischen Licht vor, die einen Ausblick auf die Möglichkeiten sowohl für die Grundlagenforschung als auch für Anwendungen bietet. Diese Übersicht bietet einen Überblick über die schnell wachsende, aber inkohärente Menge an Arbeiten zu nicht trennbaren klassischen Zuständen, die unterschiedliche Freiheitsgrade des Lichts beinhalten, und wird einen einheitlichen Rahmen für ihre Klassifizierung einführen.