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Quantum Networks Via Quantum Optical Systems

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Wieder ein Stück Fortschritt in den Quantentechnologien

Ein EU-finanziertes Projekt hat die Erforschung der Quantennetzwerke gefördert.

Industrielle Technologien

Technologien, die Quantenphänomene wie die gesteuerte Erzeugung, Manipulation und Charakterisierung von Quantenzuständen und Verschränkung ausnutzen, stellen eine radikale Abkehr von den aktuellen Technologien dar. In derartigen Entwicklungen stecken enorme Herausforderungen, die noch vor ein paar Jahren als fast unmöglich zu meistern galten. Das EU-finanzierte Projekt "Quantum networks via quantum optical systems" (QUANTNET) legte die mathematischen Grundsteine für die Entwicklung von Quantennetzwerken, die essentieller Bestandteil zukünftiger Quantentechnologien sind. Ultimatives Ziel des Projekts waren weitere Erkenntnisse über Möglichkeiten und Grenzen der Quantenzustandsmanipulation von Materie unter Nutzung von Licht-Materie-Quantengrenzflächen. Die Wissenschaftler leiteten verschiedene analytische Relationen ab, die dazu beitragen sollen, den Dephasierungsmechanismus in einfachen Quantensystemen zu analysieren. Diese basierten auf der analytischen Lösung der Bloch-Gleichung für das Zwei-Zustands-Demkov Modell. Ein anderer Teil von QUANTNET beinhaltete die Untersuchung der analytischen Faktorisierungsmethoden und deren Anwendungen zur kohärente Quantensteuerung auf Grundlage einer starken Transformation. Dieser Ansatz wurde verallgemeinert, um Fälle zu behandeln, bei denen zwei Untergruppen eine ungleiche Verstimmung aufweisen. Überdies untersuchten die Wissenschaftler die kohärente Anregung eines einfachen Zwei-Zustands-Quantensystems durch ein externes Feld mit einer zeitlichen Lorentz-Form und sie fanden exakte und angenäherte Lösungen. Zum Abschluss fand das Projekt eine exakte Lösung, die das Heston-Modell beschreibt, welches das bekannteste Modell für stochastische Prozesse in der Finanzmathematik ist. Seit dem Beginn von QUANTNET haben sich die Quanteninformationsverarbeitung und stochastische Prozesse an dem Partnerinstitut zu Forschungsschwerpunkten entwickelt. Die Forschung zu letztgenanntem Thema förderte Kooperationen mit privaten Unternehmen, die sich auf stochastische Modellierungsanwendungen auf dem Gebiet der Finanzderivate konzentrieren.

Schlüsselbegriffe

Quantentechnologien, Quantennetzwerk, quantenoptisches System, Licht-Materie-Grenzfläche, Zwei-Zustands-Quantensystem, stochastischer Prozess, Quanteninformationsverarbeitung

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