Fehlvorstellungen zur Superposition in der Quantenphysik

Abstract

Quantum physics is a long established content in high school curricula. More recently, alternative approaches based on information-theoretical formulations of quantum theory have been discussed, in which conceptual emphases change in comparison to established didactical approaches. In particular, the notions of "superposition" and "entanglement" are brought into the center of discussion in these approaches. Likewise, there is a broad public interest in the new applications of quantum physics such as quantum computing, which has led to a variety of popular depictions. In this paper we identify common inaccuracies and errors in these representations, explain the technical background and make first recommendations to avoid misunderstandings. Our initial focus is on the notion of "superposition". -- Die Quantenphysik ist seit vielen Jahren ein etablierter Inhalt der Oberstufenphysik. In jüngerer Zeit werden alternative Zugänge über die informationstheoretische Formulierung der Quantentheorie diskutiert, bei denen sich konzeptionelle und begriffliche Schwerpunkte im Vergleich zu etablierten Elementarisierungen verändern. Im Besonderen die Begriffe "Superposition" und "Verschränkung" werden bei diesen Zugängen in das Zentrum der Diskussion gerückt. Ebenfalls besteht ein breites öffentliches Interesse an den neuen Anwendungen der Quantenphysik wie dem Quanten-computer, das zu einer Vielzahl populärer Darstellungen geführt hat. In dieser Arbeit identifizieren wir verbreitete Ungenauigkeiten und Fehler in diesen Darstellungen, erläutern den fachlichen Hintergrund und machen erste Empfehlungen, um Missverständnisse zu vermeiden. Unser Schwerpunkt liegt dabei zunächst auf dem Begriff der "Superposition".

in German language