Kohärente und dissipative Präparation von Quantenzuständen

Abstract

In den letzten Jahren wurden bei der Kontrolle von Quantenzuständen einzelner Atome, Moleküle und Spins in Festkörpern bahnbrechende Erfolge erzielt, und sogar quantenmechanische Verschränkung zwischen einzelnen Quantenobjekten beobachtet. Für eine Nutzbarmachung in Quantentechnologien, wie Quantensimulation oder Quantencomputing ist die Skalierung auf größere Teilchenzahlen die zentrale Herausforderung. Dabei stellen zu einer Dekohährenz des Quantenzustands führende Kopplungen an die Umgebung die größte Schwierigkeit dar. Die vorliegende Habilitationschrift umfasst wissenschaftliche Arbeiten, welche diese ungelösten Probleme auf zwei Arten adressieren. Zum einen werden neue Wege vorgestellt, wie sich durch die kohärente Kontrolle von Vielteilchensystemen der Einfluss von Dekohärenzprozessen mindern lässt. Zum anderen wird, wie sich kontrollierte Dissipationskanäle ausnutzen lassen, um Vielteilchenzustände mit maßgeschneiderten Eigenschaften zu erzeugen.