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Quantentechnologie

Dieter Meschedes Forschungsgruppe

Quantentechnologie mit einzelnen neutralen Atomen

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Rudolf-Kaiser-Preis 2017 für Dr. Andrea Alberti

Die Forschungsarbeit von Dr. Andrea Alberti wurde mit dem Rudolf-Kaiser-Preis 2017 ausgezeichnet. Seit 1989 wird der Preis von der Rudolf-Kaiser-Stiftung jährlich einem Nachwuchswissenschaftler für herausragende Leistungen im Bereich der Experimentalphysik vergeben. Der 1923 in Nürnberg geborene Stifter war mehrere Jahre Vorsitzender Richter am Bundespatentgericht, bevor er sich 1979 im Bereich der Experimentalphysik an der TU München habilitierte und sich der Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses widmete.

Dieses Jahr wird die Verleihung am 20. April 2018 im Rahmen des Physikalischen Kolloquiums der Universität Bonn gefeiert. Alle Kollegen und Freunden der Universität Bonn sind herzlich zu dieser Veranstaltung eingeladen (siehe das Programm).

 
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Quantum Futur-Award für Dr. Carsten Robens

Die Promotionsarbeit von Dr. Carsten Robens wurde von dem BMBF den Preis Quantum Futur-Award für die beste Dissertation im Bereich von Quantentechnologien ausgezeichnet. Mit seiner Promotionsarbeit, die im February 2017 verteidigt wurde, ist es Carsten Robens gelungen, den Stand der Forschung auf dem Weg zum Quantencomputer mit neutralen Atomen ein Stück weit voranzubringen. Das Kernstück seiner Arbeit ist eine neue Methode, die einzelne Atome abhängig von ihrem internen Zustand transportiert und dadurch eine bisher beispiellose Kontrolle über die Position von Atomen in sogenannten polarisationssynthetisierten optischen Gittern ermöglicht. Die Preis wurde am 22. März in einer öffentlichen Festveranstaltung an der Universität Stuttgart im Rahmen der Quantum Futur-Akademie überreicht (für mehr Details siehe den Link).

 
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Interview mit Dieter Meschede über Quanteninformationstechnologien

Quanteninformationstechnologien gehören zu den boomenden Forschungsgebieten. Längst geht es nicht mehr allein um Grundlagenforschung, sondern um handfeste technische Anwendungen. Um mehr zu wissen, können Sie das Interview mit Dieter Meschede lesen, in dem er über die Zukunft Quanteninformationstechnologien spricht, insbesondere mit einem Fokus auf abhörsicherer Kommunikation.
 
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Intensive week: Introduction to topological insulators and their implementations in artificial matter setups

The intensive week consists of lectures introducing graduate students to the very active research field of topological insulators. Participants are required to have good knowledge of basic quantum mechanics and familiarity with basic concepts in condensed matter physics (Bloch theorem, energy bands, etc.). No prior knowledge of topology is assumed.

The main body of the intensive week is a course held by J. K. Asbóth, based on the lecture notes “A Short Course on Topological Insulators”, freely available at https://arxiv.org/abs/1509.02295. Through simple one- and two-dimensional model Hamiltonians, participants will acquire a good physical understanding of the core concepts of topological insulators. This is complemented by A. Alberti, presenting a selection of modern experiments demonstrating topological effects in ultracold atoms and nanophotonics setups. Additionally, guest speakers will give an introduction to “frontier” research topics in this field. The course will be accompanied by laboratory tours, exercise and interactive discussion sessions in the afternoon.

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Low-entropy states: Persuading Maxwell’s Demon to order atoms

A new technique allows sorting atoms one by one to form ordered patterns in a periodic lattice with angstrom precision
For German speakers, you can hear the interview with Forschung aktuell of Deutschlandfunk – Sortiergerät für Atome: Forscher präparieren Quantenregister im Rekordtempo (broadcast on March 9th)
Creating low-entropy states of neutral matter is one of the outstanding problems in the field of quantum optics. These states are an indispensable cornerstone of future applications in quantum information science, ranging from quantum simulations to quantum information processing. In Robens et al. Phys. Rev. Lett. 118, 065302 (2017), we demonstrate a new technique using two periodic optical potentials—the storage and shift register—to sort neutral atoms one by one into predefined patterns. Hence, our original experimental scheme acts akin to a Maxwell daemon preparing states with virtually zero entropy. Behind this scheme stands a novel idea for the fast, high-precision synthesis of polarization states of light—hence the name of polarization-synthesized optical lattices. Using the storage and shift register enables a novel sorting algorithm of logarithmic complexity, which holds promise to sort even a thousand atoms into a predefined target pattern with angstrom precision in a second. In our manuscript, we give a proof-of-concept demonstration by generating low entropy states with four atoms (see figure).
Original publication: C. Robens, J. Zopes, W. Alt, S. Brakhane, D. Meschede, and A. Alberti, "Low-Entropy States of Neutral Atoms in Polarization-Synthesized Optical Lattices", Phys. Rev. Lett. 118, 065302 (2017).
 
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Vorträge