F 40 - Rainer Blatt - Grundlagen und Anwendungen der Quantenphysik

Sprecher:
Rainer Blatt

bewilligt: 24.11.2008

Universität/Forschungsstätte: Universität Innsbruck, Universität Wien, Technische Universität Wien, Institut für Quantenoptik und Quanteninformation der ÖAW

rainer.blatt(at)uibk.ac.at

http://www.uibk.ac.at/foqus/

Die Forschung im Rahmen des SFB F40 (FoQuS) umfasst theoretische und experimentelle Untersuchungen auf dem Gebiet der Quantenoptik und Quanteninformation mit besonderem Augenmerk auf Fragen sowohl der Grundlagen als auch auf Anwendungen der Quantenphysik. Während der zurückliegenden nunmehr fast siebzehn Jahre (einschließlich der zehnjährigen Dauer des abgeschlossenen SFB F15) hat das Konsortium gelernt, immer komplexere Quantensysteme zu beherrschen. Daher wird die beabsichtigte Forschung auch weiterhin eine Reihe von ganz verschiedenen und zunehmend komplexer werdenden Quantensystemen für die Fragestellungen einsetzen. Die Systeme reichen von einzelnen, Laser-gekühlten Atomen und Ionen in Fallen, teilweise in Kombination mit Hochfinesse-Resonatoren und einzelnen Photonen aus parametrischer Abkonversion in Kristallen bis hin zu Ensembles von gekühlten Atomen und Molekülen und zu ultrakalten Gasen sowie mesoskopischen Quantensystemen und verschiedenen Kombinationen davon.
Ziel des Forschungsprogramms ist die fokussierte und gemeinsam koordinierte Forschung an fundamentalen Fragen der Quanteninformation, zur Quantenoptik mit Atomen und Photonen sowie zu deren Anwendungen für Rechenprobleme, für die Kommunikation und für die Metrologie. Darüber hinaus ist ein generelles Ziel des SFBs, die Untersuchungen mehr und mehr in Richtung der „quanten-klassischen“ Grenze zu führen. Während die Gesetze der klassischen Physik das Verhalten großer Systeme bekanntlich beschreiben, ist es immer noch weitgehend unbekannt und kaum untersucht, wo und wie der Übergang von der quantenmechanisch zur klassisch zu beschreibenden Welt auftaucht.
Zunehmend komplexe Systeme bieten eine große Vielfalt von neuen Phänomenen und Eigenschaften, die für die Lösung technischer Fragen und Probleme eingesetzt werden können. Zum Beispiel erlaubt die Möglichkeit der Kontrolle und Manipulation größerer Register von Quantenobjekten den Bau von Quantencomputern, oder allgemeiner, von Quantenapparaten für die verbesserte Metrologie und Sensortechnologie. Während der breite Recheneinsatz von solchen Maschinen noch recht fern scheint, kann die Skalierung solcher Systeme mit Hilfe von einzelnen Quantenbausteinen, die individuell kontrollierbar sind, bereits sehr praktische Geräte liefern, wie zum Beispiel die sogenannten Quanten-Repeater, fortgeschrittene Atomuhren, hochempfindliche Detektoren usw. Das theoretische Verständnis und die experimentelle Beherrschung von kleinen und mesoskopischen Quantensystemen kann dann für die Simulation von Systemen verwendet werden, die mit klassischen Rechnern nicht mehr zu bewältigen sind.


Durchschnittlich beschäftigte NachwuchswissenschafterInnen

15 Postdocs, 20 PhD Students, 1 MTF


Höhe der FWF-Förderung

5.259.834 €


Internationale Kooperationspartner (Auswahl)

  • Prof. E. Altman (Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israel)
  • Prof. I. Bialynicki-Birula (University of Warsaw, Polish Academy of Sciences, Polen)
  • Prof. I. Bloch (MPQ Garching, Deutschland)
  • Prof. G. Bruun (University of Aarhus, Dänemeark)
  • Prof. J. Berges (Universität Heidelberg, Deutschland)
  • Dr. I. Bouchoule (IOTA Paliseau, Frankreich
  • Prof. H. P. Büchler (Universität Stuttgart, Deutschland)
  • Prof. T. Calarco (Universität Ulm, Deutschland)
  • Prof. C. M. Caves (University of New Mexico, Albuquerque, USA)
  • Prof. I. Cirac (MPQ München, Deutschland)
  • Prof. E. Charbon (TU Delft, Niederlande)
  • Prof. I. Chuang (MIT, Boston, USA)
  • Prof. E. Cornell (JILA, Boulder, USA)
  • Prof. J. Dalibard (Collège de France, Paris, Frankreich)
  • Prof. E. Demler (Harvard University, Cambridge, USA)
  • Dr. P. Domokos (SZFKI Budapest, Ungarn)
  • Dr. T. Donner (ETH Zürich, Schweiz)
  • Prof. O. Dulieu (CNRS Orsay, Frankreich)
  • Prof. J. Eisert (Freie Universität Berlin, Deutschland)
  • Prof. F. Essler (Oxford University, UK)
  • Prof. T. Esslinger (ETH Zürich, Schweiz)
  • Prof. H. G. Evertz (Universität Graz, Österreich)
  • Prof. T. Gasenzer (Universität Heidelberg, Deutschland)
  • Dr. G. De las Cuevas (MPQ Garching, Deutschland)
  • Prof. N. Gisin (Université de Genève, Schweiz)
  • Prof. D. Greenberger (City University of New York, USA)
  • Prof. O. Gühne (Universität Siegen, Deutschland)
  • Prof. Klemens Hammerer (Leibnitz Universität Hannover, Deutschland)
  • Prof. S. Haroche (ENS Paris, Frankreich)
  • Prof. A. Hemmerich (Universität Hamburg, Deutschland)
  • Prof. M. Holland (JILA Boulder, USA)
  • Dr. M. Huber (Universitat Autonoma de Barcelona, Spanien)
  • Prof. J. M. Hutson (University of Durham, UK)
  • Prof. M. Inguscio (University of Florence, Italien)
  • Prof. D. Jin (JILA Boulder, USA)
  • Prof. R. Jozsa (Bristol University, UK)
  • Dr. P. Julienne (NIST Gaithersburg, USA)
  • Prof. J. Kofler (MPQ Garching, Deutschland)
  • Prof. S. Kotochigova (Temple University, Philadelphia, USA)
  • Prof. A. J. Leggett (University of Illinois, Urbana, USA)
  • Prof. L. Lamata (Universidad del Pais Vasco, Bilbao, Spanien)
  • Prof. J. Levinsen (University of Aarhus, Dänemark)
  • Prof. M. Lewenstein (ICFO Barcelona, Spanien)
  • Prof. M. Lukin (Harvard University, Cambridge, USA)
  • Prof. M. A. Martin-Delagado (Universidad Complutense Físicas, Madrid, Spanien)
  • Prof. F. Mila (EPF Lausanne, Frankreich)
  • Prof. G. Milburn (University of Queensland, Brisbane, Australien)
  • Prof. R. Moessner (MPI Dresden, Deutschland)
  • Prof. G. Morigi (Universität Saarland, Deutschland)
  • Dr. M. Müller (Universidad Complutense Físicas, Madrid, Spanien)
  • Prof. T. Osborne (Leibnitz Universität Hannover, Deutschland)
  • Dr. J.W. Pan (University of Heidelberg, Deutschland)
  • Prof. M. Padgett (University of Glasgow, UK)
  • Prof. D. S. Petrov (LPTMS Orsay, Frankreich)
  • Prof. C. Penc (SZFKI Budapest, Ungarn)
  • Prof. L. Pitaevskii (Università di Trento, Italien)
  • Prof. M. Plenio (Imperial College London, UK)
  • Prof. D. Poilblanc (Université de Toulouse, Frankreich)
  • Prof. E. Polzik (University Copenhagen, Dänemark)
  • Prof. R. Raussendorf (UBC Vancouver, Canada)
  • Prof. J. Reichel (Laboratoire Kastler Brossel, Paris, Frankreich)
  • Prof. G. Rempe (MPQ München, Deutschland)
  • Prof. S. Rotter (TU Wien, Österreich)
  • Prof. T. Rudolph (Imperial College London, UK)
  • Prof. N. Schuch (RWTH Aachen, Deutschland)
  • Prof. E. Solano (Universidad del País Vasco, Bilbao, Spanien)
  • Prof. U. Steiner (Universität Konstanz, Deutschland)
  • Prof. P. v.d. Straten (University of Utrecht, Niederlande)
  • Prof. S. Stringari (Università di Trento, Italien)
  • Prof. E. Tiemann (Universität Hannover, Deutschland)
  • Prof. H. Weinfurter (LMU München, Deutschland)
  • Prof. D. Wineland (NIST Boulder, USA)
  • Prof. J. Ye (JILA Boulder, USA)
  • Prof. M. Zukowski (University of Gdansk, Polen)
  • Prof. M. W. Zwierlein (MIT Cambridge, USA)


Principal Investigators (PI)

  • M. Baranov
  • R. Blatt
  • H. Briegel
  • M. Dalmonte
  • R. Grimm
  • A. Läuchli
  • T. Monz
  • V. Murg
  • H.-C. Nägerl
  • T. Northup
  • S. Ramelow
  • A. Rauschenbeutel
  • H. Ritsch
  • J. Schmiedmayer
  • M. Tiersch
  • F. Verstraete
  • J. Volz
  • A. Zeilinger
  • P. Zoller


Sprecher des SFBs
Rainer Blatt, Institut für Experimentalphysik, Universität Innsbruck
rainer.blatt(at)uibk.ac.at


Website
http://www.uibk.ac.at/foqus/


Kontakt

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Haus der Forschung
1090 Wien, Sensengasse 1
T: +43/1/505 67 40-0, F: +43/1/505 67 39
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Sabine Haubenwallner
DW 8603, sabine.haubenwallner(at)fwf.ac.at