Rudolph Clausius was born on 02.01.1822 and served as Professor of Physics at the University of Bonn from 1869 till his death in 1888. He is one of the most eminent scientists of the 19^th century, his legacy includes the mechanical theory of heat, the invention of the entropy and much more with relevance to numerous fields of science.

The University of Bonn has commemorated his legacy with a series of lectures during the winter term 2021/22. For more information, including a lecture by Dieter Meschede, klick the image.

Dieter Meschede hält ein Online-Seminar am Institut für Physikalische und Theoretische Chemie der Universität Bonn und gibt einen Überblick über die Forschungsaktivitäten der Gruppe. Das Seminar kann unter diesem Link angesehen werden.

Zu wissen, wie schnell ein Quantenprozess sein kann, offenbart die ultimativen Grenzen der Informationsverarbeitung. Das Brachistochronen-Problem für zweistufige Quantensysteme - der schnellste Weg zwischen zwei Quantenzuständen - ist schon lange bekannt. Diese Lösungen sind jedoch im Allgemeinen nicht auf größere Quantensysteme anwendbar. In Phys. Rev. X 11, 011035 (2021) demonstrieren wir experimentell einen Quantenprozess kürzester Dauer, der sich grundsätzlich nicht auf eine Zwei-Niveau-Dynamik reduzieren lässt.

Wir führen einen schnellen kohärenten Transport eines atomaren Wellenpakets über eine Strecke von 15-facher Länge mit einem optischen Förderband durch. Unsere Messungen der Transporttreue lösen den Übergang von einem quantenkontrollierbaren zu einem nicht-quantenkontrollierbaren Prozess scharf auf, wenn die Zeit verkürzt wird, und enthüllen so die Existenz einer minimalen Dauer - einer Quantengeschwindigkeitsgrenze. Basierend auf einem geometrischen Ansatz zur Quantenzustandsdynamik liefern wir eine untere Schranke für die minimale Prozessdauer jenseits des Zwei-Ebenen-System-Paradigmas.

Diese Ergebnisse werfen ein Licht auf eine fundamentale Geschwindigkeitsgrenze der Quantenzustandsdynamik. Die Identifizierung von Quantenprozessen mit kürzester Dauer ist wichtig für Quantensensorik und Quantencomputer.

Wir freuen uns, dass Professor Nir Davidson vom Weizmann Institut of Science unsere Gruppe für sechs Wochen besucht. Wir danken der Alexander von Humboldt-Stiftung für die großzügige Unterstützung.