Nachwuchsgruppe der Profillinie Light
Theorie optischer Quanteninformation (TOQI)
Spatial correlations of bitphoton states
Simulation of resource states
Foto: René SondenheimerProtokolle zur Erzeugung von Ressourcenzuständen
Quantenressourcenzustände wie Schrödinger Cat States und Entangled Coherent States oder Biphoton Zustände sind ein integraler Bestandteil verschiedener Quantentechnologien wie Quantum Computing, Quantum Metrologie, Quantum Imaging und Quantum Sensing. Beispielsweise ermöglichen Cat States in der Metrologie die Präzisionsmessung physikalischer Größen über die klassischen Grenzen hinaus, während sie im Bereich des Quantum Computing zur Quantenfehlerkorrektur genutzt werden können. Entangled Coherent States, bei denen mehrere Lichtmoden miteinander verschränkt sind, erhöhen die Empfindlichkeit von Messinstrumenten, indem sie die Auswirkungen von Quantenrauschen reduzieren. Diese Zustände sind besonders nützlich, da sie es ermöglichen, bisher unsichtbare Details zu erfassen und die Detektion schwacher Signale zu verbessern. In unserer Arbeitsgruppe befassen wir uns mit der Entwicklung von Protokollen zur effizienten Erzeugung solcher Ressourcenzustände sowie der Erforschung von potentiellen Anwendungen.
Schema Gaussian Boson Sampler
Foto: René SondenheimerQuantensiumlationen
Im Bereich von photonischen Quantensimulationen liegt ein spezieller Fokus unserer Gruppe auf dem Gaussian Boson Sampling. Dieses Verfahren ermöglicht es uns, komplexe Quantensysteme zu simulieren und Phänomene zu untersuchen, die mit klassischen Computern nicht effizient analysierbar sind und basiert auf dem Prinzip der Quanteninterferenz von Photonen. Unsere Forschung zielt darauf ab, mithilfe von Gaussian Boson Sampling Einblicke in die Quantenchemie und komplexe Optimierungsprobleme zu gewinnen.
Quantenbildgebung
Quantenbildgebung basierend auf "Undetected Photon Schemes" ist eine innovative Technik mit der Bilder von Photonen erzeugt werden können, die nicht mit dem Objekt interagiert haben. Dafür werden korrelierte Photonenpaare genutzt, bei denen nur eines der beiden Photonen mit dem zu untersuchenden Objekt interagiert. Das andere Photon, das nicht mit dem Objekt interagiert hat, wird stattdessen gemessen. Aufgrund der Korrelation der beiden Photonen kann Information über das Objekt aus den Messungen des undetektierten Photons gewonnen werden. Dies ermöglicht es, Informationen über das Objekt zu erhalten, die mit traditionellen Imaging-Methoden nicht zugänglich wären, wie zum Beispiel die Struktur von lichtempfindlichen Materialien oder biologischen Proben, ohne diese zu beschädigen.
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Donkersloot, Emil Kasper Frederik Institut für Festkörpertheorie und -optik
Raum 104
Helmholtzweg 5
07743 Jena -
Ellenberg, Hendrik Institut für Festkörpertheorie und -optik
Raum 104
Helmholtzweg 5
07743 Jena -
Heinzel, Philip Institut für Festkörpertheorie und -optik
Raum 104
Helmholtzweg 5
07743 Jena -
Sondenheimer, René Institut für Festkörpertheorie und -optik
Raum 107
Helmholtzweg 5
07743 Jena
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Zimmermann, Gil Otto Professur für Experimentelle Quanteninformationstechnik
IOF, Raum 2B1.04
Albert-Einstein-Straße 7
07745 Jena
