Forschung

Im Folgenden werden die am Institut tätigen Forschungsgruppen kurz vorgestellt.

 

Theoretische Bio-Nano Physik

Die Forschungsgruppe von Prof. Thomas Franosch untersucht komplexe Transportphänomene im Bereich der biologischen Physik, der weichen Materie und Nanophysik.

In Kombination von analytischen Methoden und Computersimulationen werden fundamentale Fragen dynamischer Prozesse, wie Diffusion in heterogener Umgebung, beispielsweise im Zellinneren, anomaler Transport in nanoporösen Materialien, Brownsche Bewegung in Verbindung mit hydrodynamischen Wechselswirkungen, sowie getriebene Systeme fern vom Gleichgewicht untersucht.

Aktuelle Fragestellungen befassen sich mit der nichtlinearen Antwort von Systemen nahe am strukturellen Arrest, dem Glasübergang oder stark heterogener Materialien nahe der Perkolationsschwelle. Weitere Themenkomplexe im Rahmen der Biologischen Physik sind Transportphänomene steifer Biofilamente im Zytoskelett, Mikrofluidik in Verbindung mit optischen Fallen, sowie selbstgetriebene Schwimmer.

Details zu dieser Forschungsgruppe: www.uibk.ac.at/th-physik/bio_nano

Symbolbid Bio Nano

Kontakt

Leitung Forschungsgruppe
Univ.-Prof. Dr. Thomas Franosch
Tel. +43 512 507-52267
thomas.franosch@uibk.ac.at

Sekretariat
Nicole Jorda
Tel. +43 512 507-52208
nicole.jorda@uibk.ac.at

 


Theorie der kondensierten Materie

Im Bereich der Kondensierten Materie gibt es an unserem Institut zwei Forschungsgruppen, die ihre Arbeit auf unterschiedliche Schwerpunkte und Fragestellungen konzentrieren:

 

Theorie der kondensierten Materie / Computational Physics

Die Forschungsgruppe von Prof. Andreas Läuchli interessiert sich für theoretische und numerische Untersuchungen von korrelierter Quantenmaterie in der Festkörperphysik und in AMO-Systemen.

Wir erforschen neue Quantenphasen der Materie, quantenkritische Phänomene und Quantenvielteilchensysteme fernab des Gleichgewichts. Unsere Forschung basiert auf Konzepten und Ideen aus der Theorie der kondensierten Materie, der statistischen Mechanik, der Quantenfeldtheorie und der Quanteninformation. Darüber hinaus entwickeln und implementieren wir innovative Algorithmen, um large-scale Computersimulationen auf Hochleistungsrechner durchzuführen.

Details zu dieser Forschungsgruppe: www.uibk.ac.at/th-physik/laeuchli-lab/

 

Symbolbild Kondensierte Materie

Kontakt

Leitung Forschungsgruppe
Univ.-Prof. Dr. Andreas Läuchli
Tel. +43 512 507-52218
andreas.laeuchli@uibk.ac.at

Sekretariat
Elke Stenico
Tel. +43 512 507-52205
elke.stenico@uibk.ac.at

 


 

Kondensierte Materie:  Von Feldtheorie bis Maschinelles Lernen

Die Forschungsgruppe von Mathias Scheurer beschäftigt sich mit der theoretischen Beschreibung der emergenten kollektiven Eigenschaften, die in Festkörpersystemen als Konsequenz von konkurrierenden Wechselwirkungen, Unordnung und Topologie auftreten. 

Insbesondere studieren wir unkonventionelle und topologische Supraleitung, komplexe Phasendiagramme, den Einfluss von Unordnung in Kristallen, Spin-Bahn-Kopplung, Magnetismus, Spin-Flüssigkeiten und Topologische Ordnung, Moiré-Übergitter, und nicht-hermitesche Vielteilchensysteme. Zu diesem Zwecke verwenden wir eine Kombination aus analytischen und numerischen Methoden der Quantenfeldtheorie und statistischen Mechanik. Darüber hinaus untersuchen wir Möglichkeiten, die Maschinelles Lernen zum Lösen von Vielteilchenproblemen bieten kann.

Details zu dieser Forschungsgruppe: www.uibk.ac.at/th-physik/mscheurer/

 

AG Scheurer

Kontakt

Leitung Forschungsgruppe
Dr. Mathias S. Scheurer
Tel. +43 512 507-52224
mathias.scheurer@uibk.ac.at

Sekretariat
Elke Stenico
Tel. +43 512 507-52205
elke.stenico@uibk.ac.at

 
 

Quanteninformation

Im Bereich der Quanteninformation gibt es an unserem Institut vier Forschungsgruppen, die ihre Arbeit auf unterschiedliche Schwerpunkte und Fragestellungen konzentrieren:

 

Quanteninformation und Computer

Die Forschungsgruppe von Prof. Hans J. Briegel untersucht Modelle für die Quanteninformationsverarbeitung und grundlegende Fragen der Quanteninformationstheorie.

Ein Schwerpunkt unserer Forschung ist die Theorie messungsbasierter Quantencomputer, die zu einem tieferen Verständnis von Verschränkung als Ressource geführt hat, sowie ihre Anwendung in dem Bereich der Quantenkommunikation, der Quantenfehlerkorrektur, und in Quantenalgorithmen. Darüber hinaus untersuchen wir Quanteneffekte in der Biologie und in relativistischen Systemen.

Ein weiterer Schwerpunkt unserer Arbeit ist die Entwicklung physikalische Modelle für autonome und lernfähige Agenten. Unsere Forschung ist zum Teil interdisziplinär und berührt auch Fragen aus dem Gebiet der künstlichen Intelligenz und der philosophischen Handlungstheorie.    

Details zu dieser Forschungsgruppe: www.uibk.ac.at/th-physik/qic-group/

Symbolbild Quanteninformation

Kontakt

Leitung Forschungsgruppe
Univ.-Prof. Dr. Hans J. Briegel
Tel. +43 512 507-52202
hans.briegel@uibk.ac.at

Sekretariat
Jade Meysami-Hörtnagl
Tel. +43 512 507-52207
jade.meysami-hoertnagl@uibk.ac.at

 


 

Verschränkungstheorie & Quanteninformationstheorie

Der Forschungsschwerpunkt von Prof. Barbara Kraus liegt in der Untersuchung grundlegender Probleme der Quanteninformationstheorie. Wir beschäftigen uns hauptsächlich mit der Entwicklung neuer theoretischer Methoden zur Untersuchung quantenmechanischer Vielteilchensysteme. Eines unserer Ziele ist es, ein tieferes Verständnis von Vielteilchenverschränkung zu erlangen. Um dies zu erreichen, arbeiten wir an der Qualifizierung und Quantifizierung von verschränkten Vielteilchenzuständen.

Weiters untersuchen wir die Komplexität solcher Zustände. Wir arbeiten an neuen Anwendungen von Vielteilchenverschränkung und an neuen Möglichkeiten zur Erzeugung und Manipulation von Vielteilchenzuständen in spezifischen experimentellen Anordnungen, wie zum Beispiel Ionen in Ionenfallen oder Atomen in optischen Gittern.

Details zur Forschungsgruppe von Prof. Barbara Kraus: Verschränkungstheorie & Quanteninformationstheorie

Zur Forschungsgruppe Quanteninformation und Computer: www.uibk.ac.at/th-physik/qic-group/

Symbolbild Verschränkungstheorie

Kontakt

Leitung Forschungsgruppe
Univ.-Prof. Mag. Dr. Barbara Kraus
Tel. +43 512 507-52219
barbara.kraus@uibk.ac.at

Sekretariat
David Spiegl
Tel. +43 512 507-52209
david.spiegl@uibk.ac.at

 


 

Lehramtsausbildung, Didaktik der Quantenphysik & Quanteninformationsverarbeitung

Im Bereich der Fachforschung beschäftigt sich die Forschungsgruppe von
Prof. Wolfgang Dür mit den Eigenschaften und Anwendungen von Vielteilchen Quantensystemen, z.B. im Bereich der Quantenmetrologie oder Makroskipizität, sowie mit Themen der (messbasierten) Quanteninformationsverarbeitung, u.a. für langreichweitige Quantenkommunikation und Quantencomputer. 

Wir entwickeln auch einen Zugang zur Quantenphysik für den Schulunterricht basierend auf der Quanteninformationstheorie. Dabei wird versucht diese zentrale Theorie der Physik den Schülern mithilfe von Illustrationen und Bildern – aber ohne komplexe Mathematik – zugänglich zu machen, und auch Themen der modernen Forschung, wie z.B. Quantenkommunikation und Quantencomputer für den Unterricht aufzubereiten. Im Rahmen des RECC Physik West arbeiten wir an Maßnahmen zur Verbesserung der Lehrer Aus- und Fortbildung, sowie des Unterrichts.

Details zur Forschungsgruppe von Prof. Wolfgang Dür: Lehramtsstudium

Zur Forschungsgruppe Quanteninformation und Computer: www.uibk.ac.at/th-physik/qic-group/

Symbolbild Quanteninformation

Kontakt

Leitung Forschungsgruppe
assoz. Prof. Mag. Dr. Wolfgang Dür
Tel. +43 512 507-52214
wolfgang.duer@uibk.ac.at

Sekretariat
Jade Meysami-Hörtnagl
Tel. +43 512 507-52207
jade.meysami-hoertnagl@uibk.ac.at

 


 

Mathematische Quantenphysik

Die Forschungsgruppe von Ass.-Prof. Gemma De las Cuevas arbeitet an mehreren Themen in der Theoretischen Physik, mit Elementen der Mathematischen Physik, Quantenphysik und Theoretischen Informatik.

Insbesondere erforscht unser Team grundsätzliche Aspekte in der Beschreibung von Quantenvielteilchensystemen, wofür wir Werkzeuge der Mathematischen Physik und Quanteninformation benutzen. Unsere Forschungsgruppe arbeitet auch im Querschnitt der Theoretischen Physik und Theoretischen Informatik, wo wir Konzepte der Universalität untersuchen. 

Für nähere Information besuchen Sie Mathematical Quantum Physics

Zur Forschungsgruppe Quanteninformation und Computer: www.uibk.ac.at/th-physik/qic-group/

AG Gemma

Kontakt

Leitung Forschungsgruppe
Ass.-Prof. Dr. Gemma De las Cuevas
Tel. +43 512 507-52247
gemma.delascuevas@uibk.ac.at

Sekretariat
Jade Meysami-Hörtnagl
Tel. +43 512 507-52207
jade.meysami-hoertnagl@uibk.ac.at

 


Quantenoptik

Im Bereich der Quantenoptik gibt es an unserem Institut drei Forschungsgruppen, die ihre Arbeit auf unterschiedliche Schwerpunkte und Fragestellungen konzentrieren:

 

Quantenoptik und ultrakalte Quantengase

Die Forschungsgruppe von Prof. Helmut Ritsch bewegt sich im Bereich der theoretischen Quantenoptik und der Physik ultrakalter Gase und ist eng mit Quanteninformation, Grundlagen der Quantenphysik sowie der Quantentheorie kondensierter Materie verbunden. Unser Hauptaugenmerk liegt auf einer vollständig quantentheoretischen Beschreibung von Licht und Materie und deren Wechselwirkung durch Impulsaustausch.

Unser Ziel ist eine effiziente theoretische Beschreibung realer physikalischer Systeme in enger Zusammenarbeit mit entsprechenden Experimenten, in denen Quantenphänomene wie Phasenübergänge, Verschränkung und makroskopische Superpositionen in einer gut kontrollierbaren Umgebung beobachtet werden können.

Details zu dieser Forschungsgruppe: www.uibk.ac.at/th-physik/cqed

Symbolbild Quantenoptik

Kontakt

Leitung Forschungsgruppe
Univ.-Prof. Mag. Dr. Helmut Ritsch
Tel. +43 512 507-52213
helmut.ritsch@uibk.ac.at

Sekretariat
Nicole Jorda
Tel. +43 512 507-52208
nicole.jorda@uibk.ac.at

 


 

Quantennanophysik, Quantenoptik und Quanteninformation

Die Forschungsgruppe um Prof. Oriol Romero-Isart arbeitet auf den Gebieten der theoretischen Quantenoptik, Atomphysik, Nanophysik und Supraleitung mit dem Fokus auf Quanteninformationsverarbeitung, Quantensimulation, Quantenmetrologie und den Grundlagen der Quantenmechanik. Die Forscher entwickeln Vorschläge für innovative Experimente und arbeiten gemeinsam mit experimentellen Forschungsgruppen an der zugrunde liegenden Theorie.

Derzeit forscht die Gruppe daran, wie die Freiheitsgrade von Quantensystemen mit Hilfe von magnetischen Feldern und Supraleitern so gesteuert werden können, dass bisher unzugängliche Bereiche in nano- und mikromechanischen Quantenoszillatoren, Quantensimulationen mit ultrakalten Atomen und der festkörperbasierten Quanteninformation erschlossen werden.

Zur Forschungsgruppe "Quantennanophysik, Quantenoptik und Quanteninformation"

Symbolbild Quantenoptik

Kontakt

Leitung Forschungsgruppe
Univ.-Prof. Dr. Oriol Romero-Isart
Tel. +43 512 507-4730
oriol.romero-isart@uibk.ac.at

Sekretariat
David Spiegl
Tel. +43 512 507-52209
david.spiegl@uibk.ac.at

 


   

Quantenoptimierung

Die Forschungsgruppe von Prof. Wolfgang Lechner beschäftigt sich mit theoretischer Quantenphysik. Ziel der Forschung ist es Architekturen und Methoden für spezielle Quantencomputer zu entwicklen, die Probleme, deren Lösung am klassischen Computer schwierig zu finden ist, effizient lösen können.

Der Fokus liegt dabei auf Quantenoptimierung und künstlicher Intelligenz am Quantencomputer. Die Forschung zielt insbesondere darauf ab, diese Anwendungen auf Quantencomputer-Plattformen abzubilden, die im Labor bereits existieren. 

Zur Forschungsgruppe "Quantenoptimierung"

 

FG Lechner

Kontakt

Leitung Forschungsgruppe
Ass.-Prof. Dr. Wolfgang Lechner
Tel. +43 512 507-52232
wolfgang.lechner@uibk.ac.at

Sekretariat
Nicole Jorda
Tel. +43 512 507-52208
nicole.jorda@uibk.ac.at

 

 

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