Antrittsvorlesungen von

Univ.-Prof. Dr. Mag. Wolfgang Dür

Institut für Theoretische Physik, Universität Innsbruck
und

Univ.-Prof. Dr. Wolfgang Lechner

Institut für Theoretische Physik, Universität Innsbruck

  Dienstag, 26. November 2024

  16:30 Uhr

  Hörsaal A, NATWI-Gebäude, Campus Technik, Technikerstraße 25

  Anmeldung erbeten bis zum 12.11.2024 an  judith.maier@uibk.ac.at.

Grußworte von Vizerektor für Forschung
Univ.-Prof. Mag. Dr. Gregor Weihs

Begrüßung und Vorstellung durch die Dekanin der Fakultät für Mathematik, Informatik und Physik
Univ.-Prof. Dr. Ruth Breu

Quantum networks – design and applications  
Univ.-Prof. Dr. Mag. Wolfgang Dür

Parity-based Quantum Computing
Univ.-Prof. Dr. Wolfgang Lechner                     



Im Anschluss zu der Veranstaltung laden wir zu einem kleinen Buffet im Foyer des HS A ein.

Portraitbild W. Duer

Wolfgang Dür

Quantum networks – design and applications 

Coupling quantum devices opens new possibilities, and allows one to unlock their full potential. Such quantum networks exist at different scales, and we describe methods to realize and operate them. This includes protocols such as entanglement purification and quantum repeaters for long-distance entanglement distribution, state certification and the development of novel design principles. In the latter case, pre-shared multipartite entangled states serve as a resource to fulfill network requests on demand. Such entanglement-based quantum networks offer new features such as speeding up network requests, and network optimization independent of the underlying physical structure. We show how to simulate, design and optimize such entanglement-based networks, and study their performance under noise. Finally, we discuss how to make quantum networks genuine quantum by providing them with the possibility of handling superposed tasks, which allows one to e.g. mitigate noise. We discuss applications in the context of distributed quantum computation and quantum sensing, where quantities with specific spatial dependence can be measured directly with enhanced precision, despite the influence of spatially correlated noise.

Wolfgang Dür ist Professor und Institutsleiter am Institut für Theoretische Physik der Universität Innsbruck und leitet die Forschungsgruppe für Quantenkommunikation und Quantennetzwerke. Er promovierte 2001 an der Universität Innsbruck unter der Betreuung von Ignacio Cirac und erlangte 2008 seine Habilitation. Dür ist international anerkannt für seine Beiträge zur Quanteninformationstheorie und -technologie, u.a. im Bereich der Quantenkommunikation, messbasierten Quantencomputern, Quantenmetrologie und makroskopische Quantensystemen. Insbesondere untersucht seine Forschungsgruppe Methoden zum Aufbau von Quantennetzwerken, u.a. Verschränkungsreinigung, Fehlerkorrektur und Netzwerkarchitekturen, sowie Anwendungen von  Quantensensornetzwerken, die es ermöglichen räumlich und zeitlich korrelierte Größen wie Magnet- oder Gravitationsfelder mit verbesserter Genauigkeit zu bestimmen. Zu seinen bekanntesten Beiträgen zählen Untersuchungen zur Vielteilchenverschränkung (|W> Zustand), welche von Phys. Rev. A als 50th Anniversary Milestone Paper ausgezeichnet wurde, sowie die Mitentwicklung des Quantenrepeaters, einer zentralen Technologie für die Quantenkommunikation über große Distanzen.

Dür ist auch in der Lehramtsausbildung sehr engagiert und hat verschiedene Bildungsprojekte geleitet, die darauf abzielen, moderne Quantenphysik an Schulen zu vermitteln. Wolfgang Dür hat im Laufe seiner Karriere zahlreiche bedeutende Förderungen und Auszeichnungen erhalten, insbesondere leitete er eine Vielzahl von FWF Projekten, und ist seit 2023 auch Principal Investigator im Rahmen des Exzellenzclusters QuantA. Seit 2024 leitet er auch zwei FFG-geförderte Projekte, welche auf eine praktische Verwertung von Quantentechnologien abzielen.

Portraitbilder Lechner

Wolfgang Lechner

Parity-based Quantum Computing

Quantum computers aim at solving computational problems using controlled quantum systems. The building blocks are the quantum bits (qubits) and the quantum gates between these qubits. While the prospect of speedup in these types of computers is unprecedented, there are also fundamental challenges that have not yet been overcome and new computer architectures need to be developed. The architecture of classical computers is called von Neumann architecture, which consists of memory, a processing unit and a bus system. This cannot be directly translated to quantum computers. The no-cloning theorem rules-out that quantum information can be copied and thus stored in a memory and transferred to registers.

My research is dedicated to architectures for quantum computers. My approach that does not rely on translating bits to quantum bits, but quantum information is represented as relative information, called the “parity”. With this architecture, quantum gates between qubits translate to single qubit operations. I will show how this paradigm applies to adiabatic quantum computers, measurement-based quantum computers, near term universal quantum computers, error mitigated quantum computers and fully fault tolerant quantum computers. I will also present applications of the parity architecture, and how it results in the most efficient implementation of the Quantum Fourier transform.  

Wolfgang Lechner ist Professor für Theoretische Physik an der Universität Innsbruck und Gründer von ParityQC, einem Unternehmen, das sich auf die Entwicklung von Quantencomputing- Architekturen spezialisiert hat.Er absolvierte sein Masterstudium an der Universität Wien und promovierte dort 2009 unter der Leitung von Prof. Christoph Dellago. Nach Postdocs an der Universität Amsterdam und am IQOQI unter der Leitung von Peter Zoller, ist er seit 2016 am Institut für Theoretische Physik der Universität Innsbruck tätig und habilitierte sich dort 2019. Seine Forschungsinteressen umfassen Quantencomputing, Quanteninformation, statistische Mechanik und nicht-gleichgewichtige Vielteilchenphysik. Lechner hat bedeutende Beiträge zum Quantencomputing geleistet, wie die Parity Architektur die ihre Ursprünge im Lechner-Hauke-Zoller-Modell (LHZ) hat. 

Wolfgang Lechner hat im Laufe seiner Karriere zahlreiche bedeutende Förderungen und Auszeichnungen erhalten, unter anderem den Houska-Preis und den Phönix-Gründerpreis. Aktuell ist er Principal Investigator mehrerer Projekte, u.a. Quantum Optimization über BeyondC des FWF und das Projekt „Quantum Classical Ultrasoft Matter“ über das EU Horizon Europe.

Um Anmeldung bis spätestens Dienstag, 12.11.2024 wird gebeten:

Judith Maier, BA Msc
Institutsreferentin
Institut für Theoretische Physik
Technikerstraße 21a
A-6020 Innsbruck

judith.maier@uibk.ac.at
+43 512 507-52206



Wir freuen uns auf Ihr Kommen!


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