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Theoretische Quantenoptik

Forschungsgruppe für Quantentinformation und die Theorie offener Quantensysteme unter der Leitung von Prof. Dr. Otfried Gühne und Prof. Dr. Stefan Nimmrichter

Emmy Noether Campus

Unser Forschungsprofil

Unsere Forschungsgruppe beschäftigt sich mit grundlegenden Fragestellungen der Quanteninformation und offener Quantensysteme. Ein zentrales Forschungsthema ist das Phänomen der Quantenverschränkung zwischen zwei oder mehr Teilchen. Hierzu entwickeln wir analytische Ansätze, um die verschiedenen Arten der Verschränkung zu charakterisieren und ihre Anwendbarkeit zu untersuchen.

Ein zweites wichtiges Thema ist die Quantenthermodynamik. In diesem Bereich erweitern und präzisieren wir die thermodynamischen Gesetze mithilfe von Methoden aus der Quantenoptik und der Informationstheorie, um zu verstehen, wie mikroskopische Quantensysteme Wärme, Arbeit und Information mit ihrer Umgebung austauschen.

Darüber hinaus entwickeln wir Methoden zur Analyse und Verbesserung von Geräten zur Quanteninformationsverarbeitung, etwa mithilfe von Verfahren wie der Shadow-Tomographie oder Fehlerkorrektur- bzw. Fehlerminderungsstrategien.

In unserer Forschung schlagen wir eine Brücke zwischen fortgeschrittenen mathematischen Methoden und der Zusammenarbeit mit Experimentalphysikerinnen und -physikern. Wir arbeiten eng mit anderen Gruppen im Bereich der Quantenwissenschaften an der Universität Siegen zusammen und kooperieren darüber hinaus mit zahlreichen Partnern weltweit, unter anderem in Österreich, Brasilien, China, Frankreich, Polen, Spanien und Schweden.

Forschungsschwerpunkte

  • Mehrteilchen-Verschränkung
  • Graphenzustände und Stabilisatorformalismus
  • Messtheorie in der Quantenmechanik
  • Offene Quantensysteme
  • Bayessche Metrologie
  • Shadow-Tomographie

Unsere Lehrveranstaltungen

Wir bieten verschiedene Vorlesungen und Kurse für den Bachelor Studiengang Physik, den Master Studiengang Physik, sowie den Master Studiengang Quantum Science an. Die Lehrveranstaltungen des aktuellen Semesters sind auf unsiono ersichtlich und belegbar. Die regelmäßig angebotenen Lehrveranstaltungen sind:

  • Introduction to Quantum Theory
  • Concepts of Quantum Science
  • Quantenthermodynamik
  • Key Concepts of Theoretical Physics 
  • Foundations of Quantum Mechanics
  • Quantum Information Theory
  • Machine Learning
Chau Nguyen

PD Dr. Chau Nguyen

Akademische*r Rat*Rätin auf Zeit
Personal profile photo

Ph.D. Ismaël Septembre

Wissenschaftliche*r Mitarbeiter*in
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Dr. Giulio Gasbarri

Wissenschaftliche*r Mitarbeiter*in
Giuseppe Viola

Dr. Giuseppe Viola

Wissenschaftliche*r Mitarbeiter*in
Personal profile photo

Dr. Raphael Mothe

Stipendiat*in Humboldt-Forschungsstipendium (Postdoc)
Kenneth Goodenough

Kenneth Goodenough

Stipendiat*in (AvH Stipendium)
Albert Rico

Albert Rico

Wissenschaftliche*r Mitarbeiter*in
Lisa Weinbrenner

Lisa Teresa Weinbrenner

Doktorand*in
Siyuan Qi

Siyuan Qi

Doktorand*in
Personal profile photo

Adam Fredriksson

Doktorand*in

Publikationen

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Journal article
2025

Robust entanglement buffers based on SWAP interactions

Journal article
2025

How exchange symmetry impacts performance of collective quantum heat engines

Journal article
2025

Controlling the spontaneous emission and entanglement of quantum scatterers via modulated reflection of their emitted photons

Journal article
2025

Probing the nonclassical dynamics of a quantum particle in a gravitational field

Journal article
2025

Newton's laws of motion generating gravity-mediated entanglement

Journal article
2025

Electron-Enabled Nanoparticle Diffraction

Journal article
2024

Otto cycles with a quantum planar rotor

Journal article
2024

Analyzing Quantum Entanglement with the Schmidt Decomposition in Operator Space

Other
2024

Distinguishing Graph States by the Properties of Their Marginals

Journal article
2024

Quantum Speed Limit for States and Observables of Perturbed Open Systems

Other
2024

su(d)-squeezing and many-body entanglement geometry in finite-dimensional systems

Journal article
2024

Quantum limits of position and polarizability estimation in the optical near field

Postal address

Universität Siegen
Departement Physik
Emmy-Noether-Campus
Walter-Flex-Straße 3
57072 Siegen
Deutschland

Visitor address

Universität Siegen
Departement Physik
Emmy-Noether-Campus, Raum B-107
Walter-Flex-Straße 3
57072 Siegen
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Secretariat

Die Kontaktdetails der Gruppenmitglieder finden Sie in der Team-Übersicht.