Auf dem spannenden Gebiet der Quanteninformationswissenschaft machen sich Forscher die Grundsätze der Quantenmechanik zunutze - einer grundlegenden Theorie der Physik, die das Verhalten von Energie und Material auf atomarer und subatomarer Ebene erklärt -, um die Art und Weise zu revolutionieren, wie wir Daten verarbeiten und übertragen. Dieser Bereich wächst rasant, insbesondere angesichts des zunehmenden Bedarfs an fortschrittlichen Technologieanwendungen. Ein Schwerpunkt ist die Quantenoptik, die sich von der Untersuchung des Lichts und seiner Wechselwirkung mit der Materie zu einem Eckpfeiler verschiedener technologischer und wissenschaftlicher Bestrebungen entwickelt hat. Im Mittelpunkt dieser Entwicklung steht die photonische Plattform, die Licht für technologische Fortschritte einsetzt. Sie ist besonders wichtig für Systeme, die die Verwendung und Kontrolle von Quantenkorrelationen nutzen, die für die Quantentechnologie grundlegend sind. Zu diesen Korrelationen gehören Phänomene wie Verschränkung (eine Verbindung zwischen Parteien, selbst wenn diese durch große Entfernungen getrennt sind), Squeezing (eine Möglichkeit, die Unsicherheit bei der Messung bestimmter Eigenschaften zu verringern) und Nicht-Gauß'sches Verhalten (ein Maß für die Abweichung von einem Standard-Gauß'schen Quantenfeld).
Dieses Forschungsprojekt zielt darauf ab, einige wichtige Fragen in diesem Bereich zu adressieren und zu klären. Wir konzentrieren uns in erster Linie darauf, die besten Wege zu finden, um Quanteneffekte in realen Szenarien, die Licht als Träger nutzen, zu identifizieren und zu messen. Das bedeutet, dass wir nachvollziehbare und anwendbare Methoden entwickeln, die im Labor beobachtet und kontrolliert werden können. Wir sind besonders daran interessiert, wie sich diese Korrelationen in komplexen Systemen mit mehreren Teilen und unterschiedlichen Dimensionen des Quantensystems verhalten. Unser Ansatz besteht darin, tief in die Beziehung zwischen Physik und Information einzudringen. Wir untersuchen, wie die Verschränkung funktioniert und genutzt werden kann, erforschen neue Möglichkeiten, sie in komplizierten Netzwerken zu messen, und untersuchen die Natur von Lichtquellen in Quantenexperimenten. Wir wollen neue Methoden finden, um zwischen verschiedenen Arten von Korrelationen zu unterscheiden und besser zu verstehen, wie die "Quantenhaftigkeit" in verschiedenen Quantenzuständen verteilt ist. Unser Projekt zeichnet sich dadurch aus, dass es sich auf Systeme konzentriert, die mehrere Parteien und Dimensionen kombinieren - ein Bereich, der ein großes Potenzial für neue Quantentechnologien bietet. Diese hybriden Systeme, die Quantenbits und Lichtfelder kombinieren, sind der Schlüssel für die effiziente Übertragung und Speicherung von Quanteninformationen. Sie fungieren auch als Brücken, die verschiedene Formen der Quantentechnologie miteinander verbinden. Unser Ziel ist es, klare Kriterien zu entwickeln und die notwendigen Werkzeuge zu identifizieren, um unser Verständnis dieser komplexen Korrelationen zu vertiefen, wenn wir größere und komplexere Systeme untersuchen. In unserem Projekt geht es darum, die Geheimnisse der Quantenkorrelationen auf praktische, skalierbare Weise zu entschlüsseln.
