Forschung
Im Folgenden werden die am Institut tätigen Forschungsgruppen kurz vorgestellt.
Die Forschungsgruppe von Thomas Franosch untersucht komplexe Transportphänomene im Bereich der biologischen Physik, der weichen Materie und Nanophysik.
In Kombination von analytischen Methoden und Computersimulationen werden fundamentale Fragen dynamischer Prozesse, wie Diffusion in heterogener Umgebung, beispielsweise im Zellinneren, anomaler Transport in nanoporösen Materialien, Brownsche Bewegung in Verbindung mit hydrodynamischen Wechselswirkungen, sowie getriebene Systeme fern vom Gleichgewicht untersucht.
Aktuelle Fragestellungen befassen sich mit der nichtlinearen Antwort von Systemen nahe am strukturellen Arrest, dem Glasübergang oder stark heterogener Materialien nahe der Perkolationsschwelle. Weitere Themenkomplexe im Rahmen der Biologischen Physik sind Transportphänomene steifer Biofilamente im Zytoskelett, Mikrofluidik in Verbindung mit optischen Fallen, sowie selbstgetriebene Schwimmer.
Details zu dieser Forschungsgruppe: www.uibk.ac.at/th-physik/bio_nano
Kontakt
Leitung Forschungsgruppe
Univ.-Prof. Dr. Thomas Franosch
Tel. +43 512 507-52267
thomas.franosch@uibk.ac.at
Sekretariat
Nicole Jorda
Tel. +43 512 507-52208
nicole.jorda@uibk.ac.at
Quanteninformation
Im Bereich der Quanteninformation gibt es an unserem Institut vier Forschungsgruppen, die ihre Arbeit auf unterschiedliche Schwerpunkte und Fragestellungen konzentrieren:
Quanteninformation und Computer
Die Forschungsgruppe von Hans J. Briegel untersucht Modelle für die Quanteninformationsverarbeitung und grundlegende Fragen der Quanteninformationstheorie.
Ein Schwerpunkt unserer Forschung ist die Theorie messungsbasierter Quantencomputer, die zu einem tieferen Verständnis von Verschränkung als Ressource geführt hat, sowie ihre Anwendung in dem Bereich der Quantenkommunikation, der Quantenfehlerkorrektur, und in Quantenalgorithmen. Darüber hinaus untersuchen wir Quanteneffekte in der biologie und in relativistischen Systemen.
Ein weiterer Schwerpunkt unserer Arbeit ist die Entwicklung physikalische Modelle für autonome und lernfähige Agenten. Unsere Forschung ist zum Teil interdisziplinär und berührt auch Fragen aus dem Gebiet der künstlichen Intelligenz und der philosophischen Handlungstheorie.
Details zu dieser Forschungsgruppe: www.uibk.ac.at/th-physik/qic-group/
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Leitung Forschungsgruppe
Univ.-Prof. Dr. Hans J. Briegel
Tel. +43 512 507-52202
hans.briegel@uibk.ac.at
Sekretariat
Jade Meysami-Hörtnagl
Tel. +43 512 507-52207
jade.meysami-hoertnagl@uibk.ac.at
Quantenkommunikation und Quantennetzwerke
Die Forschungsgruppe von Wolfgang Dür beschäftigt sich mit Quantenkommunikation und Quantennetzwerken, sowie deren Anwendungen.
Wir entwickeln dabei einerseits neue Protokolle zur Erzeugung, Verteilung und Nachweis von verschränkten Vielteilchenzuständen unter Berücksichtigung von Rauschen, Dekohärenz und Imperfektionen. Andererseits beschäftigen wir uns mit dem Design von Netzwerken auf unterschiedlichen Ebenen, wobei wir uns insbesondere auf verschränkungsbasierte Netzwerke konzentrieren. Dabei werden verschränkte Ressourcenzustände im Netzwerk erzeugt, noch bevor die genaue Kommunikation spezifiziert wurde. Diese Zustände können dann flexibel eingesetzt werden, um unterschiedliche Kommunikationsaufgaben ohne Wartezeiten zu erfüllen.
Als eine Anwendung untersuchen wir Quantensensornetzwerke, die es ermöglichen räumlich und zeitlich korrelierte Größen wie Magnet- oder Gravitationsfelder mit verbesserter Genauigkeit zu bestimmen. Darüber hinaus sind wir auch an Quantencomputern und Quantensimulatoren interessiert, und beschäftigen uns mit fundamentalen Themen wie Makroskopizität und Verschränkungstheorie.
Wir engagieren uns auch in der Lehramtsausbildung, und beschäftigen uns mit Konzepten zur Vermittlung der Quantenphysik im Schulunterricht : AG Lehramtsstudium
Zur Forschungsgruppe Quanteninformation und Computer: www.uibk.ac.at/th-physik/qic-group/
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Leitung Forschungsgruppe
Univ.-Prof. Mag. Dr. Wolfgang Dür
Tel. +43 512 507-52214
wolfgang.duer@uibk.ac.at
Sekretariat
Jade Meysami-Hörtnagl
Tel. +43 512 507-52207
jade.meysami-hoertnagl@uibk.ac.at
Die Forschungsgruppe von Gemma De les Coves arbeitet an mehreren Themen in der Theoretischen Physik, mit Elementen der Mathematischen Physik, Quantenphysik und Theoretischen Informatik.
Insbesondere erforscht unser Team grundsätzliche Aspekte in der Beschreibung von Quantenvielteilchensystemen, wofür wir Werkzeuge der Mathematischen Physik und Quanteninformation benutzen. Unsere Forschungsgruppe arbeitet auch im Querschnitt der Theoretischen Physik und Theoretischen Informatik, wo wir Konzepte der Universalität untersuchen.
Für nähere Information besuchen Sie Mathematical Quantum Physics
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Leitung Forschungsgruppe
Ass.-Prof. Dr. Gemma De les Coves
Tel. +43 512 507-52247
gemma.delascuevas@uibk.ac.at
Sekretariat
Jade Meysami-Hörtnagl
Tel. +43 512 507-52207
jade.meysami-hoertnagl@uibk.ac.at
Quantenoptik
Im Bereich der Quantenoptik gibt es an unserem Institut vier Forschungsgruppen, die ihre Arbeit auf unterschiedliche Schwerpunkte und Fragestellungen konzentrieren:
Quantenoptik und Vielteilchenphysik
Die von Hannes Pichler geleitete Forschungsgruppe interessiert sich für theoretische Quantenoptik im Kontext der Quantenvielteilchenphysik und der Quanteninformationsverarbeitung.
Wir arbeiten daran, die Entwicklung von Quantentechnologie voranzutreiben, indem wir neuartige Anwendungen und Quantencomputing-Protokolle für Quantensysteme entwerfen. Insbesondere interessieren wir uns für atomare Systeme, z.B. Rydberg Atome, Atom-Photon- Schnittstellen und ultrakalte Atome. Unsere Forschungsarbeit reicht dabei von der mikroskopischen Modellierung der Physik spezifischer Quantensysteme bis hin zum Verständnis ihrer emergenten Quantenvielteilchenphänomene. Sie baut auf einer Vielzahl von analytischen und numerischen Techniken aus der Quantenoptik, der Quanteninformation und der Theorie der kondensierten Materie auf.
Für weitere Informationen über unsere Gruppe besuchen Sie Many-Body Quantum Optics.
Leitung Forschungsgruppe
Univ.-Prof. Hannes Pichler, MSc PhD
Tel. +43 512 507-52218
hannes.pichler@uibk.ac.at
Sekretariat
Elke Wölflmaier
Tel. +43 512 507-47081
elke.woelflmaier@uibk.ac.at
Quantenoptik und ultrakalte Quantengase
Die Forschungsgruppe von Helmut Ritsch bewegt sich im Bereich der theoretischen Quantenoptik und der Physik ultrakalter Gase und ist eng mit Quanteninformation, Grundlagen der Quantenphysik sowie der Quantentheorie kondensierter Materie verbunden. Unser Hauptaugenmerk liegt auf einer vollständig quantentheoretischen Beschreibung von Licht und Materie und deren Wechselwirkung durch Impulsaustausch.
Unser Ziel ist eine effiziente theoretische Beschreibung realer physikalischer Systeme in enger Zusammenarbeit mit entsprechenden Experimenten, in denen Quantenphänomene wie Phasenübergänge, Verschränkung und makroskopische Superpositionen in einer gut kontrollierbaren Umgebung beobachtet werden können.
Details zu dieser Forschungsgruppe: www.uibk.ac.at/th-physik/cqed
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Leitung Forschungsgruppe
Univ.-Prof. Mag. Dr. Helmut Ritsch
Tel. +43 512 507-52213
helmut.ritsch@uibk.ac.at
Sekretariat
Nicole Jorda
Tel. +43 512 507-52208
nicole.jorda@uibk.ac.at
Quantennanophysik, Quantenoptik und Quanteninformation
Die Forschungsgruppe um Oriol Romero-Isart arbeitet auf den Gebieten der theoretischen Quantenoptik, Atomphysik, Nanophysik und Supraleitung mit dem Fokus auf Quanteninformationsverarbeitung, Quantensimulation, Quantenmetrologie und den Grundlagen der Quantenmechanik. Die Forscher entwickeln Vorschläge für innovative Experimente und arbeiten gemeinsam mit experimentellen Forschungsgruppen an der zugrunde liegenden Theorie.
Derzeit forscht die Gruppe daran, wie die Freiheitsgrade von Quantensystemen mit Hilfe von magnetischen Feldern und Supraleitern so gesteuert werden können, dass bisher unzugängliche Bereiche in nano- und mikromechanischen Quantenoszillatoren, Quantensimulationen mit ultrakalten Atomen und der festkörperbasierten Quanteninformation erschlossen werden.
Zur Forschungsgruppe "Quantennanophysik, Quantenoptik und Quanteninformation"
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Leitung Forschungsgruppe
Univ.-Prof. Dr. Oriol Romero-Isart
Tel. +43 512 507-4730
oriol.romero-isart@uibk.ac.at
Sekretariat
Judith Maier
Tel. +43 512 507-52206
judith.maier@uibk.ac.at
Die Forschungsgruppe von Wolfgang Lechner beschäftigt sich mit theoretischer Quantenphysik. Ziel der Forschung ist es Architekturen und Methoden für spezielle Quantencomputer zu entwicklen, die Probleme, deren Lösung am klassischen Computer schwierig zu finden ist, effizient lösen können.
Der Fokus liegt dabei auf Quantenoptimierung und künstlicher Intelligenz am Quantencomputer. Die Forschung zielt insbesondere darauf ab, diese Anwendungen auf Quantencomputer-Plattformen abzubilden, die im Labor bereits existieren.
Zur Forschungsgruppe "Quantenoptimierung"
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Leitung Forschungsgruppe
Univ.-Prof. Dr. Wolfgang Lechner
Tel. +43 512 507-52232
wolfgang.lechner@uibk.ac.at
Sekretariat
Nicole Jorda
Tel. +43 512 507-52208
nicole.jorda@uibk.ac.at