Quantenphysik und ihr Unterschied zur klassischen Physik
Während die allgemeine Relativitätstheorie die Gravitation beschreibt, beschreibt die Quantentheorie die 3 restlichen fundamentalen Wechselwirkungen, also die starke und die schwache Kernkraft sowie die elektromagnetische Wechselwirkung. Die Relativitäts- und die Quantentheorie sind, jede für sich genommen, sehr gut überprüft, aber es gibt leider keine experimentell bestätigte Theorie der Quantengravitation, welche die beiden Theorien vereinheitlichen würde.
Die klassische Mechanik kann weitgehend mit den menschlichen Sinnesorganen überprüft werden und ist mit den Erwartungen aus unserem menschlichen Alltagsleben gut verträglich. So gilt Kausalität und Determinismus, sowie die chronologische Abfolge von Vergangenheit, Gegenwart und einer einzigen Zukunft entlang einer Zeitachse.
In der Quantenphysik existiert ein subatomares Teilchen überall dort „gleichzeitig, ein wenig“, wo die aus seiner Wellenfunktion hergeleitete Wahrscheinlichkeit es anzutreffen größer als Null ist. Erst ausgelöst durch eine Messung vom Aufenthaltsortes, also erst das Vorliegen von Information, entsteht aus den vielen möglichen Aufenthaltsorten „zufällig“ ein konkreter Aufenthaltsort, wobei auch dann Ort und Impuls des Teilchens nicht gleichzeitig beliebig genau bestimmt werden können. Vor und nach der Messung ist das Teilchen eine Welle, nur während der Messung ist das Teilchen tatsächlich ein Teilchen im Sinn von räumlich vorhandener Materie. Während der Messung spricht man daher vom Kollaps der quantenmechanischen Wellenfunktion.
Vertritt man die Meinung, dass es keinen Grund für den Kollaps der quantenmechanischen Wellenfunktion gibt, kommt man zu Theorien mit parallelen Universen, wie die Stringtheorie und zum Begriff der Quantenverschränkung. Materie und Energie werden dann zu einer Realisierung von Information, deren kleinste Einheit 1 Qbit ist. Ein Qbit ist kein Objekt in Raum und Zeit sondern eine bedeutungslose Information in einem 2-Zustandssystem, die gleichzeitig wahr und falsch ist. Erst durch deren Beobachtung nimmt die Information eine Bedeutung im Sinne eines der beiden möglichen Zustände an. Beobachtet man eines von zwei mit einander verschränkten Quanten, so nimmt dieses einen der beiden Zustände wahr oder falsch an. Zeitgleich nimmt das verschränkte Quant, unabhängig von seiner Entfernung (!) einen Zustand ein, der sich aus jener Wahrscheinlichkeitsfunktion ergibt, die beide Teilchen zusammen beschreibt. Man spricht von Quantenverschränkung. Auf dem Prinzip der Quantenverschränkung und auf dem Prinzip der Kohärenz basieren Quantencomupter, die derzeit mit einigen Dutzend Qbits bereits experimentell erprobt werden.