QUPOPCORN: Quantum Particles on Programmable Complex Reconfigurable Networks

Eine der höchsten Auszeichnung für Forscher auf internationalem Top-Niveau ist der “ERC Consolidator grant”. Diesen verleiht der Europäische Forschungsrat an herausragende Wissenschaftler am Beginn ihrer Karriere, die sich bereits mit zukunftsweisenden Projekten einen Namen gemacht haben.

Christine Silberhorn, Leiterin der Arbeitsgruppe „Integrierte Quantenoptik“ in Paderborn, erhielt 2016 diese Auszeichnung für ihr Projekt “ Quantum Particles on Programmable Complex Reconfigurable Networks”, kurz “QuPoPCoRN”, das im Juli 2017 startete. Seitdem erforscht sie mit ihren Mitarbeitern die Dynamik und Wechselwirkung von Quantenteilchen in großen Netzwerken, die sowohl in dem Bereich der theoretischen Konzeption als auch in der experimentellen Umsetzung sehr herausfordernd sind.

Diese Forschung ermöglicht das Verständnis der zugrundeliegenden Strukturen von einer Vielzahl an physikalischen Phänomenen. Aus diesem Grund ist ein flexibler, experimentell zugänglicher Aufbau von Nöten mit dem Potential, das Zusammenwirken von Störungen, Kohärenz und nicht-klassischen Korrelationen zu studieren. Deswegen entwickeln die Wissenschaftler optische zeitlich-gemultiplexte Netzwerke, zusammen mit zugeschnittenen Vielphotonenzuständen als innovative Plattform für große Quantennetzwerke. Mit diesem Ansatz können sie die Dynamik von mehreren Quantenteilchen auf komplexen Strukturen untersuchen, insbesondere im Hinblick auf die Rolle von bosonischer Interferenz, Korrelationen und Verschränkung. Um so große Netzwerkstrukturen aufzubauen, bedarf es innovative Strategien zur Verminderung von Dekohärenzeffekten: Programmierbare Störungen, topologisch geschützte Quantenzustände und stetige Distillation von Verschränkungseigenschaften sind dazu drei Ansätze der Wissenschaftler. Die Ziele in QuPoPCoRN umfassen das präzise Verständnis der Rolle von Viel-Teilchen Quantenphysik in großen, komplexen Strukturen unter zu Hilfenahme von zeitlich gemultiplexten Netzwerken.

Dieses Projekt wurde vom Europäischen Forschungsrat (ERC) im Rahmen des Forschungs- und Innovationsprogramms Horizon 2020 der Europäischen Union (Fördervereinbarung Nr. 725366) gefördert.

Wissenschaftliche Ansprechpartnerin: Prof. Dr. Christine Silberhorn