Forschungsschwerpunkt Quantentechnologien

Quantentechnologien nutzen quantenmechanische Eigenschaften wie Überlagerungszustände oder Verschränkung für Rechenprozesse für geheimen Datentransfer, für die Simulation komplexer Zustände der Materie und für die Verbesserung physikalischer Messungen. Die Natur der Dekohärenz, des Zerfalls von Quanteninformation, wird untersucht. Wir interessieren uns für skalierbare physikalische Systeme, um Quantenbits zu implementieren und quantenlogische Operation zu realisieren.

Die Systeme sollen gleichzeitig auch eine hohe Isolation zur Umgebung erlauben, damit Dekohärenzeffekte gering bleiben. Wegen ihrer ausgesprochen vorteilhaften Eigenschaften stehen zwei Systeme hier besonders im Zentrum des experimentellen Interesses: Wir untersuchen insbesondere einzelne Ionen in neu entwickelten Paul-Fallen sowie Festkörper-basierte Quantenprozessoren. Darüber hinaus bilden ultrakalte Atomgase in optischen Gittern ideale Systeme um kollektive Phänomene, wie sie aus der Festkörperphysik bekannt sind, zu analysieren (Phasenübergänge, Vielteilchenkorrelationen). In der Theorie forschen wir an vielen für Quanteninformation relevanten Systemen, von Atomen in optischen Gittern, einzelnen Atomen oder Ionen, Festkörperbauelementen bis zu hybriden Systemen, wobei wir die Qualität der quantenlogischen Gatteroperationen ebenso verbessern wie die Skalierbarkeit hin zu vielen Quantenbits.

Prof. Dr. Johannes Hecker Denschlag
Institut für Quantenmaterie
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