Quantenkommunikation und Quantennetzwerke
Auf dem Weg zum Quanteninternet
Die Vernetzung von Quantengeräten, um deren volle Leistungsfähigkeit auszuschöpfen, stellt den nächsten Schritt dar, um nützliche Anwendungen von Quantentechnologien zu etablieren und sie einem breiten Publikum zugänglich zu machen. Der Aufbau eines solchen Quanteninternets erfordert die Entwicklung neuer Protokolle, beispielsweise für die Verschränkungdestillation, die Zertifizierung und die Verteilung von Quantenzuständen. Wir nähern uns diesen Fragestellungen nicht nur aus einer grundlegenden Perspektive, sondern berücksichtigen auch praktische Einschränkungen – wie Dekohärenz, Rauschen und Unvollkommenheiten – und analysieren sowohl deren Auswirkungen als auch Möglichkeiten, diese zu minimieren.
Unsere Forschungsschwerpunkte umfassen:
- Verschränkungsbasierte Quantennetzwerke: Wir entwickeln Konzepte und Protokolle für Quantennetzwerke, die Verschränkung als zentrale Ressource nutzen, und untersuchen deren Eigenschaften.
- Quantensensornetzwerke: Wir erforschen verteilte Sensornetze, die Verschränkung zur präziseren Messung und Reduktion von Rauscheffekten einsetzen, und optimieren deren Eigenschaften über Skalen hinweg – von einzelnen Ionenfallen bis hin zu globalen Netzwerken.
- Messbasierte Quantenberechnungen: Wir untersuchen Berechnungsansätze mit mehrteiligen verschränkten Ressourcenzuständen und fokussieren uns auf hochdimensionale Systeme, ressourceneffiziente Protokolle und Strategien zur Fehlerbegrenzung.
Wolfgang Dür
Professor für Theoretische Physik
PhD 2001, Universität Innsbruck, Österreich
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Zugehörigkeiten
Institut für Theoretische Physik, Universität Innsbruck
W. Dür ist Mitbegründer des Konzepts des Quantenrepeaters, eines zentralen Werkzeugs für die Realisierung von Kommunikation über große Entfernungen. Seit über 25 Jahren leistet er bedeutende Beiträge zur Entwicklung der Quantenkommunikation und ist insbesondere für die Einführung der W-Zustände bekannt. Seine wissenschaftliche Arbeit zu diesem Thema wurde als eines der "Physical Review A 50th Anniversary Milestones"-Papiere ausgezeichnet. Darüber hinaus hat er die Quanteninformationstheorie durch seine Forschungen in Bereichen wie der messungsbasierten Quantenberechnung, mehrteiliger Verschränkung, Makroskopizität und Quantenmetrologie wesentlich vorangetrieben. Sein Interesse umfasst zudem die Physikdidaktik, insbesondere innovative Ansätze zur Vermittlung von Quantenphysik an Gymnasien. Dabei setzt er auf Visualisierungen und Spiele, um komplexe Konzepte verständlich und zugänglich zu machen.