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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
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Ph.D. Ismaël Septembre

Wissenschaftliche*r Mitarbeiter*in
Personal profile photo

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
2023

Macroscopic Quantum Test with Bulk Acoustic Wave Resonators

Other
2023

Scalable generation and detection of on-demand W states in nanophotonic circuits

Journal article
2023

Work fluctuations and entanglement in quantum batteries

Journal article
2023

Bell inequalities for nonlocality depth

Journal article
2023

Complete Characterization of Quantum Correlations by Randomized Measurements

Other
2023

Entanglement Purification of Hypergraph States

Journal article
2023

Fate of multiparticle entanglement when one particle becomes classical

Journal article
2023

Battery Capacity of Energy-Storing Quantum Systems

Other
2022

Characterizing entanglement dimensionality from randomized measurements

Other
2022

Complete hierarchy for high-dimensional steering certification

Journal article
2022

Kochen-Specker contextuality

Journal article
2022

Quantum-Inspired Hierarchy for Rank-Constrained Optimization

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
Deutschland

Secretariat

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