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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

Temporary Academic Councillor
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Ph.D. Ismaël Septembre

Research assistant
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Dr. Giulio Gasbarri

Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Giuseppe Viola

Dr. Giuseppe Viola

Research assistant
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Dr. Raphael Mothe

Humboldt Research Fellow (Postdoc)
Kenneth Goodenough

Kenneth Goodenough

Scholarship holder (AvH Scholarship)
Albert Rico

Albert Rico

Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Lisa Weinbrenner

Lisa Teresa Weinbrenner

Doctoral candidate
Sophia Denker

Sophia Denker

Doctoral candidate
Siyuan Qi

Siyuan Qi

Doctoral candidate
Personal profile photo

Adam Fredriksson

Doktorand

Publikationen

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C. Lancien, O. Gühne, R. Sengupta, M. Huber

Relaxations of separability in multipartite systems: Semidefinite programs, witnesses and volumes

J. P. Cotter, S. Eibenberger, L. Mairhofer, X. Cheng, P. Asenbaum, M. Arndt, et al.

Erratum: Coherence in the presence of absorption and heating in a molecule interferometer

Stefan Nimmrichter, Klaus Hornberger, Klemens Hammerer

Optomechanical Sensing of Spontaneous Wave-Function Collapse

O. Gühne, C. Budroni, A. Cabello, M. Kleinmann, J.-A. Larsson

Bounding the quantum dimension with contextuality

M. Ali, O. Gühne

Robustness of multiparticle entanglement: Specific entanglement classes and random states

N. Brunner, O. Gühne, M. Huber

Fifty years of Bell's theorem

S. Wölk, M. Huber, O. Gühne

Unified approach to entanglement criteria using the Cauchy-Schwarz and Hölder inequalities

Stefan Nimmrichter

Macroscopic Matter Wave Interferometry

O. Gühne, M. Cuquet, F.E.S. Steinhoff, T. Moroder, M. Rossi, D. Bruß, et al.

Entanglement and nonclassical properties of hypergraph states

M. Hofmann, A. Osterloh, O. Gühne

Scaling of genuine multiparticle entanglement close to a quantum phase transition

James Bateman, Stefan Nimmrichter, Klaus Hornberger, Hendrik Ulbricht

Near-field interferometry of a free-falling nanoparticle from a point-like source

M. Hofmann, T. Moroder, O. Gühne

Analytical characterization of the genuine multiparticle negativity

Postadresse

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

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