Wer Quanten vermisst, sollte sich seiner schöpferischen Verantwortung bewusst sein: Die Messung legt viele Eigenschaften der Quant überhaupt erst fest.

Schauen wir uns zunächst ein Beispiel ohne Quanten an: Es geht um das Magnetfeld der Erde. Seine Ausrichtung soll vermessen werden und dazu haben Sie sich einen Kompass besorgt. Sie setzen Ihren Kompass in Gang und messen, dass sich der magnetische Nordpol ganz in der Nähe des geographischen befindet. Und Sie würden vermuten, dass er dort auch schon gestern war. Bei der Erde ist das auch völlig in Ordnung.

In der Quantenwelt sieht das hingegen anders aus: Auch Elektronen besitzen ein Magnetfeld. Dies unterliegt aber der Quantentheorie – und das gleich zweifach: Zum einen kann eine Messung hier nur zwei Werte ergeben – entweder zeigt der Nordpol nach oben („1“) oder nach unten („0“). Ein dazwischen (zur Seite) gibt es nicht.Aber das ist noch nicht seltsam genug. In den meisten Fällen ist völlig unklar, wie das Ergebnis ausgehen wird. Die Quantentheorie erlaubt uns lediglich, die Wahrscheinlichkeiten für die jeweiligen Messergebnisse zu berechnen. Erst im Moment der Messung scheint sich die Welt dann für eine der beiden Möglichkeiten zu entscheiden. Wenn Sie dann aber einmal gemessen haben, dass der Nordpol oben liegt und Sie das Elektron nicht weiter beeinflussen, wird auch die nächste Messung ein „oben“ ergeben. Nach der Messung ist damit nicht mehr vor der Messung. Der Zustand des Quants hat sich grundlegend geändert. Denn nach der Messung ist die Wahrscheinlichkeit für „unten“ plötzlich null.

Quanten-Messung

Nehmen wir das einfachste aller Beispiele – ein Quant mit einer Eigenschaft, die nur die Werte „0“ (Magnetfeld unten) oder „1“ (Magnetfeld oben) bei einer Messung ergeben kann. Die allgemeine Form des Quantenzustands lautet dann:

Bei einer Messung werden wir mit einer Wahrscheinlichkeit von |C₀|² das Ergebnis „0“ erhalten. Mit einer Wahrscheinlichkeit von |C₁|² werden wir eine „1“ messen.

Nehmen wir jetzt an, der zweite Fall würde eintreten: Das Ergebnis lautet „1“. Das Quant befindet sich dann plötzlich in einem Zustand, in dem wir auch bei einer zweiten Messung eine „1“ erhalten würden. Der Quantenzustand hat sich geändert. Er lautet nun:

Durch die Messung verändert sich der Quantenzustand. Weil wir eine „1“ gemessen haben, wird die Möglichkeit für eine "0" ausgelöscht. Die Messung hat den Zustand verändert. Man sagt hier auch manchmal, der Quantenzustand sei kollabiert.