Quantenphysik und Quantentechnologie

Quanteninformationstheorie

Die QIT-Gruppe arbeitet an der Schnittstelle zwischen den Gebieten der Quanteninformation, Physik der kondensierten Materie, Statischen Physik außerhalb des Gleichgewichts und Quantenkontrolle, um aufstrebende Quantentechnologien weiterzuentwickeln. Sie deckt dabei die Themen Quantensimulation, Quantencomputing und -algorithmen sowie Quantensensoren und -thermodynamik ab.

Leitung der Arbeitsgruppe: Prof. Adolfo del Campo

Quantendynamik und -Kontrolle

Die QDC-Gruppe untersucht die dynamischen Eigenschaften offener Quantensysteme und entwickelt Protokolle für deren Kontrolle. Wir kombinieren analytische und numerischen Methoden, hauptsächlich aus der Quantenoptik und stochastischen Analysis, um Prozesse wie Dekohärenz, Verschränkung und Übertragung von Anregungen zu charakterisieren. Die untersuchten Systeme sind verschiedenster Art und reichen von einzelnen Modellsystemen bis hin zu chaotischen Systemen und natürlichen Anhäufungen von Molekülen.

Leitung der Arbeitsgruppe: Associate Prof. Aurelia Chenu

Theoretische Chemische Physik

Die TCP Arbeitsgruppe entwickelt neuartige Methoden bei denen die Quantenmechanik auf große und komplexe System angewendet wird. Dies erfolgt durch eine Kombination von quantenmechanischen Grundprinzipien, Machine Learning und grobkörnigen statistischen Lösungsansätzen und der Entwicklung neuer mathematischer Methoden und Algorithmen.

Leitung der Arbeitsgruppe: Prof. Alexandre Tkatchenko

Theorie Mesokopischer Quantensysteme

Die TMQS Gruppe untersucht quantenmechanische Phänomene auf mesoskopischer Skala, insbesondere Nichtgleichgewichtstransport, topologische Materialien und niedrigdimensionale Systeme durch Anwendung analytischer und numerischer Methoden.

Leitung der Arbeitsgruppe: Prof. Thomas Schmidt

Komplexe Systeme und Statistische Mechanik

Die CSSM Gruppe entwickelt statistische Methoden um die Dynamik komplexer Systeme im Nichtgleichgewichtszustand zu beschreiben. Dies beinhaltet quantenmechanische Systeme, biochemische Netzwerke und elektrische Schaltkreise. Dabei geht es vor allem um den Einfluss des Kompromises zwischen Energiedissipation, Reaktionsgeschwindigkeit, Genauigkeit und Präzision auf das Verhalten komplexer Systeme. Beispiele solcher Prozesse finden sich bei Energieumwandlungen, Informationsverarbeitung und Rechenprozessen.

Leitung der Arbeitsgruppe: Prof. Massimiliano Esposito

 Ultraschnelle Phänomene in fester Materie

Die UCMP Gruppe untersucht grundlegende Phänomene, die in Materie auf einer ultrakurzen Zeitskala ablaufen. Dafür werden innovative und ultraschnelle Systeme und Techniken entwickelt, mit dem Ziel, die Prozesse der Wechselwirkung zwischen Licht und Materie auf mikroskopischer Ebene zu verstehen. Das grundlegende Verständnis und die Kontrolle dieser Prozesse und die sich daraus ergebenden Materialeigenschaften sind von großem technologischen Interesse.

Leitung der Arbeitsgruppe: Prof. Daniele Brida

Labor für Photovoltaik

Im Labor für Photovoltaik (LPV) erforschen wir weshalb reale Solarzellen ganz konktret nicht die Effizienz theoretischer Solarzellen erreichen. Wir stellen Halbleiter unter kontrollierten Bedingungen her und untersuchen z.B. die Lichtabsorption und den Verlust photogenerierter Elektronen mit modernen optoelektronischen Messmethoden, wie der Photolumineszenz. Die nächste Generation von Solarzellenm die auf Dünnfilm-Tandemzellen basiert, steht im Mittelpunkt. Wir tragen zur Verbesserung der Effizienz von Dünnschichtsolarzellen bei.

Leitung der Arbeitsgruppe: Prof. Susanne Siebentritt

Labor für Energiematerialien

Das Labor für Energiematerialen erforscht die physikalischen und chemischen Reaktionen während der Herstellung von Halbleitermaterialien um besser zur verstehen, wie die resultierenden optischen und elektronischen Eigenschaften kontrolliert werden können. Wir sind an umweltfreundlichen Methoden interessiert, deshalb untersuchen wir Halbleiter,  die keine kritischen oder giftigen Elemente enthalten. Ausserdem erforschen wir neue Synthesemethoden, die wenig Energie verbrauchen. Wir forschen an kleinen und halbtransparenten hoch-effizienten Solarzellen für die Integration in Gebäude.

Leitung der Arbeitsgruppe: Prof. Phillip Dale