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Ursin Group  
Team Quantenphysik und Quantenkommunikation Das Forschungsinteresse der Ursin-Gruppe konzentriert sich auf "das Wesen der Quantenphysik", wie Erwin Schrödinger es formulierte: Die Quantenverschränkung. Wir untersuchen experimentell quantenoptische Effekte und Quanteninformationsprozesse. Die Erzeugung, Manipulation und Detektion verschränkter Photonen und alle ihre Anwendungen sind unsere Expertise. Quantenkryptographie Eine der wichtigsten Anwendungen der Quantenoptik ist das Versprechen einer bedingungslos sicheren Kommunikation. Durch Ausnutzung der seltsamen Eigenschaften von Quantenzuständen, insbesondere verschränkten Photonen, kann man einen unknackbaren kryptographischen Schlüssel zwischen zwei Benutzern erzeugen ("Quantenschlüsselverteilung", QKD). Die Ursin-Gruppe ist auf diesem hochmodernen Forschungsgebiet an vorderster Front dabei. Verschränkung als Ressource Die unintuitiven Eigenschaften verschränkter Photonen sind das Grundprinzip nicht nur der Quantenkommunikation, sondern auch der Quantensensorik und der grundlegenden quantenoptischen Forschung. In diesen Forschungsbereichen untersuchen wir empfindliche Quanteninterferenzeffekte in verschiedenen Umgebungen. Rupert Ursin erklärt in diesem Video Quantentechnologien und Quantenkryptographie. UNSERE AKTUELLEN FORSCHUNGSGEBIETE -Quellen der Verstrickung, für ein Beispiel siehe hier -Faserbasierte Quantenkommunikation, für Beispiele siehe hier und hier -Freiraum-Quanten-Kommunikation, für ein Beispiel siehe hier -Quantum-Sensorik -Quanteneffekte und Schwerkraft, für ein Beispiel siehe hier  
Brukner Group  
Team Quantengrundlagen und Quanteninformationstheorie Unsere Gruppe beschäftigt sich mit den konzeptuellen Grundlagen der Quantentheorie, der Theorie der Verschränkung und Nicht-Lokalität, der Verbindung zwischen Physik und Informationstheorie so wie dem Übergang von der Quanten- zur Klassischen Physik. Das Ziel unseres Teams ist es, Einblick in die Grundlagen der Quantenphysik und die Quanteninformation zu gewinnen, indem wir operationelle und informationstheoretische Ansätze nutzen. Das Team hat sie kürzlich auf den Bereich der Kausalität und der Verbindung zwischen Quantentheorie und Gravitation angewendet. -Quantentheorie mit unbestimmter Kausalstruktur: für Beispiele siehe hier und hier -Quantenbezugsysteme und Raumzeit: für Beispiele siehe hier un hier. -Gravitations-Quantenphysik: für Beispiele siehe hier und hier -Das Messproblem und Wigners Freund Gendakenexperimente -Rekonstruktion der Quantentheorie -Übergang von Quanten- zu klassischer Physik, für ein Beispiel siehe "Schrödinger's kittens enter the classical world" (auf English) -Komplexität der Quantenkommunikation -Bell's Ungleichungen -Zeugen makroskopischer Verschränkung -Informationstheoretische Grundlagen der Quantentheorie  
Navascués Group  
Team Wenn Sie einen Teilchenphysiker oder einen Kosmologen fragen, was er oder sie über die Quantenphysik denkt, wird er oder sie Ihnen sagen, dass diese Theorie alle experimentellen Tests bestanden hat. Daher ist das Universum zweifellos ein Quantensystem. Sie liegen falsch. Aufgrund des hohen Rechenaufwands für die Beschreibung quantenmechanischer Vielteilchensysteme ist es normalerweise unmöglich, Vorhersagen aus der Quantenphysik zu extrahieren. Wenn wir alle Computer der Welt für numerische Simulationen nutzen würden, wären wir bei Quantensystemen auf ungefähr 60 Teilchen beschränkt. Wenn man also sagt: "Die Quantenphysik hat alle Tests bestanden", heißt das in Wirklichkeit, dass die Quantenphysik alle Tests in allen Situationen bestanden hat, in denen wir in der Lage sind, eine Vorhersage zu machen. Das sind jedoch nicht so viele Situationen: im Wesentlichen die Vorhersagen der Spektren kleiner Moleküle, das Verhalten von Licht und die Ergebnisse von Experimenten, bei denen einige wenige Elementarteilchen wechselwirken. Das ist der aktuelle experimentelle Stand der Quantenphysik. Alles andere ist Wunschdenken. Zu sagen "weil wir bisher keinen Widerspruch gefunden haben, muss die Quantenphysik die ultimative Theorie sein", offenbart eine schlechte Kenntnis der Geschichte der Wissenschaft. Vor 150 Jahren waren noch alle bis dahin von der Menschheit durchgeführten Experimente mit der Newtonschen Mechanik kompatibel. Im 19. Jahrhundert begannen Chemiker das Spektrum des Wasserstoffs zu erforschen und fanden eine Anomalie, die sie nicht erklären konnten. Mit der Quantenphysik wird es genauso sein. Eines Tages wird jemand irgendwo ein Experiment durchführen, das sich mit keiner Quantentheorie beschreiben lässt. Es ist nur eine Frage der Zeit. Dazu gibt es zwei mögliche Haltungen: Wir können dasitzen und auf dieses Experiment warten... oder wir können aktiv nach Hinweisen auf Nicht-Quantenhaftigkeit suchen. Um die Quantenphysik in Frage zu stellen, müssen wir die Bedeutung des Wortes "Quanten" verstehen, wie es noch niemand zuvor verstanden hat. Angesichts eines experimentellen Szenarios (sei es ein Bell-Test, der Nachweis von Neutronenstrahlen, die von einem System kondensierter Materie gestreut werden, oder ein Kontextualitätsspiel) müssen wir herausfinden, wie die Hilbertraum-Struktur, das eigentliche Wesen der Quantenphysik, dem, was wir im Labor beobachten können, Grenzen setzt. Das ist es, was wir hier tun. Wir identifizieren die Grenzen der Quantenphysik... damit wir sie eines Tages überwinden können. -Zeitverzerrungsgeräte: für ein Beispiel der neuesten Forschung siehe hier. -Forschung über Forschung -Black-Box Quantentheorie -Supraquantum Physik -Die Physik der Systeme kondensierter Materie -Konvexe Optimierung -Quantenthermodynamik für ein Beispiel der neuesten Forschung siehe hier.  
Zeilinger Group  
Team Experimentelle Quantengrundlagen und Anwendungen Das Ziel unserer Gruppe ist es, einzigartige und kontraintuitive Phänomene der Quantenphysik experimentell zu demonstrieren und ihre Konsequenzen nicht nur für die Grundlage und Interpretation der Quantenmechanik, sondern auch für die Entwicklung möglicher zukünftiger Anwendungen im Bereich der Quantenkommunikation, der Quanteninformationsverarbeitung und auch in der Biologie zu untersuchen. Wir realisieren daher vor allem neuartige photonische Quantenzustände, die auf Polarisationsverschränkung, Bahndrehimpulsverschränkung, Greenberger-Horn-Zeilinger-Verschränkung und verschiedenen Arten von hochdimensionaler Mehrteilchenverschränkung basieren. Ergänzt wird dies durch ein Experiment, das Bose-Einstein-Kondensate auf der Basis von metastabilem Helium verwendet. -Kosmische Bell-Experimente, für Beispiele siehe hier, hier und hier -Satellitengestützte Quantenkommunikation, für Beispiele siehe hier und hier -Quantenverschränkung in hochdimensionalen Systemen, für Beispiele siehe hier hier und hier -Quanteninterferenz und Ununterscheidbarkeit, für ein Beispiel siehe hier -Impulsverschränkung von Helium-Atomen -Quantenwissenschaft und Anwendung in der Biologie, für ein Beispiel siehe hier  
Huber Group  
Team Quanteninformation und Thermodynamik Unsere Gruppe hat das Ziel das Wechselspiel von Information und Physik zu entschlüseln. Unsere Themen reichen von den fundamentalen thermodynamischen Grenzen des Wissens, über angewandte Protokolle für Quantenkommunikation bis hin zu deren experimentellen Umsetzungen und damit liegt unsere interdisziplinäre Forschung insgesamt an der Schnittstelle von Quantentheorie und deren Anwendungen. Quanteninformation in hochdimensionalen Hilbert-Räumen Quantenkryptographie mit hochdimensionaler und Mehrparteien-Verschränkung Experimentelle Quantenphotonik Die Rolle der Quanteninformation in der Thermodynamik Autonome Quantum-Maschinen Zeit und Kausalität in der Quantenmechanik Quanten-Metrologie Marcus Huber erklärt in diesem Video Quanteninformation und Quantenkryptographie, und in diesem Video spricht über "Was ist das Wesen der Zeit - und warum steht die Zeit nicht still?" Beispiele neuerer Forschung der Gruppe: Je genauer eine Uhr Zeit misst, desto mehr Unordnung bringt sie ins Universum Physiker ändern "Quanten-QR-Codes" Zwei Fragen an Quanten mit vielen Anwendungen Wiener Forscher erzielten robustere Quantenverschränkung Quantenphysik erzielt Verschränkungsrekord Drei "verdrehte" Photonen in drei Dimensionen verschränkt Zeitreisen sind möglich, aber teuer  
Müller Group  
Quanteninformation und Grundlagen der Physik Team Unsere Gruppe untersucht grundlegende Probleme der theoretischen Physik aus einer informationstheoretischen Perspektive. Das Hauptwerkzeug und die Inspiration ist die Quanteninformationstheorie, die wir auf eine Reihe von Fragen anwenden: Was sind die Gesetze der Thermodynamik im Bereich sehr kleiner oder stark korrelierter Systeme? Können wir den abstrakten Formalismus der Quantentheorie als Folge einfacher informationstheoretischer Prinzipien verstehen, und wie hängt er mit der Struktur der Raumzeit zusammen? Können wir aus diesen Erkenntnissen neue Anwendungen etwa in der Kryptographie oder neue experimentelle Tests der Quantenmechanik gewinnen, oder neue Einsichten in Teilfragen der Quantengravitation?  Wir bearbeiten diese Fragen mit den rigorosen Methoden der mathematischen Physik. -Quanten-Thermodynamik -Rekonstruktionen der Quantentheorie, für ein Beispiel siehe hier und hier -Quanten-Kausalität -Physik und algorithmische Komplexität  
YIRG - Young Independent Researcher Group  
Team Der Forschungsschwerpunkt der YIRG ist der Begriff der Kausalität: Ereignisse können nur zukünftige beeinflussen. Wir erforschen die von der Kausalität implizierten fundamentalen Grenzen in physikalischen Theorien und in der Informationsverarbeitung. Bei Fragen zu offenen Stellen, Praktika, und wissenschaftlichen Besuchen wenden Sie sich bitte an: yirg(at)oeaw.ac.at   YIRG in der Presse: Wo die Welt sich überlagert (2020) Gibt es das Zeitreise-Paradoxon gar nicht? (2020) Besuch aus der Zukunft (2019) Die Grenzen der Zeit (2019) Ausgewählte Kuriositäten der Quanten­information (2019) Zeitreisen nicht unmöglich (2019), ORF - ZIB 2, 29.10.2019