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jAG Dr. T. HeindelProjekt ERUQuantum

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Einstein Research Unit „Quantum“

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Perspektiven einer quanten-digitalen Transformation

Wie können Quantencomputer die Berechnungsleistung von Computern revolutionieren? Welche neuen Erkenntnisse bieten Quantencomputer für die Hochenergiephysik oder die Quantenchemie? Mit diesen Fragen beschäftigt sich die erste Einstein Research Unit (ERU) der Berliner University Alliance (BUA). Das interdisziplinäre Forschungsteam der Partnerinstitutionen Freie Universität Berlin, Humboldt-Universität zu Berlin, Technische Universität Berlin und Charité - Universitätsmedizin Berlin hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Potenziale der digitalen Quantentransformation zu klären. Dabei werden in einzigartiger Weise Kompetenzen aus der theoretischen und experimentellen Physik, der angewandten Mathematik, der Informatik und dem maschinellen Lernen zusammengeführt.

Unsere AG Heindel ist in zwei Teilprojekten federführend beteiligt:

"Generation of photonic cluster states (P11)":
Photonische Clusterzustände sind die wichtigste Ressource für das messungsbasierte "Einweg"-Quantencomputing. Es werden die erforderlichen theoretischen und experimentellen Verfahren für ihre Erzeugung entwickelt und implementiert, die wiederum zur Demonstration eines Quantenalgorithmus eingesetzt werden.
Kooperationspartner: Tim Schröder, Jens Eisert

"Distributing quantum information with an atomic vapor-based quantum light source (P12)":
In diesem Projekt entwickeln wir eine neuartige Quantenlichtquelle, die bei Telekommunikationswellenlängen emittiert und eine Schlüsselkomponente für Quantenkommunikationsnetze darstellt. Die Quelle verwendet ein Ein-Photonen-Drehkreuz, das auf einer kollektiv verstärkten Nichtlinearität im thermischen Rubidiumdampf basiert - ein Ansatz, der sich radikal von anderen Systemen unterscheidet. Wir evaluieren die Leistung der Quelle für Anwendungen in der Quantenkryptografie, indem wir sie in einem faserbasierten Testbett für die Verteilung von Quantenschlüsseln implementieren.
Kooperationspartner: Arno Rauschenbeutel, Anna Pappa

Die Einstein-Forschergruppe "Perspektiven einer quanten-digitalen Transformation: Near-term quantum computational devices and quantum processors" wird für zunächst drei Jahre mit jährlich zwei Millionen Euro gefördert.

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