Forschungsgruppen
Christianen Group - Wenig- und Vielteilchen-Quantenphysik
Die Forschungsgruppe von Arthur Christianen untersucht das Zusammenspiel von Wenig- und Vielteilchenphysik in Quantensystemen. Das übergeordnete Ziel ist es, zu verstehen, wie mikroskopische... Weiterlesen:
Bernien Lab - Quantenwissenschaft Atom für Atom
Das BernienLab studiert die Quantenphysik, indem sie große Quantensysteme aus einzelnen Atomen in optischen Pinzetten zusammensetzen. Diese Plattform eignet sich ideal sowohl für die Erforschung... Weiterlesen:
Ferlaino Lab - Dipolare Quantengase
Die Forschungsgruppe um Francesca Ferlaino beschäftigt sich mit dipolaren Quantenphänomenen, wofür sie stark magnetische Atomspezies verwendet. So konnte die Gruppe im Jahr 2012 das erste... Weiterlesen:
Grimm Lab - Ultrakalte Atome und Quantengase
Die Arbeitsgruppe unter der Leitung von Rudolf Grimm untersucht ultrakalte Teilchensysteme, bestehend aus optisch gespeicherten Quantengasen sehr nahe am absoluten Nullpunkt. Solche Systeme... Weiterlesen:
Hammerer Group - Quantenoptik und Quantenmetrologie
Die Arbeitsgruppe Hammerer forscht im Bereich der Theoretischen Quantenoptik mit besonderem Fokus auf Quantenmetrologie und Präzisionsmessung. Wir untersuchen physikalische Systeme, die auf der... Weiterlesen:
Kirchmair Lab - Supraleitende Quantenschaltkreise
Die Forschungsgruppe um Gerhard Kirchmair arbeitet an supraleitenden Schaltkreisen und deren Anwendung in der Quanteninformationsverarbeitung und Quantensimulation. Die quantenmechanischen... Weiterlesen:
Pichler Group - Quantum Science Theory
Die Forschungsgruppe unter der Leitung von Hannes Pichler beschäftigt sich mit quantenoptischen Systemen, Quanten-Vielteilchenphysik und Quanteninformation. Ziel der Gruppe ist es, die theoretischen Grundlagen... Weiterlesen:
Zache Group - Theoretische Quantensimulation
Die Arbeitsgruppe unter der Leitung von Torsten Zache forscht im Bereich der Theoretischen Quantensimulation an der Schnittstelle zwischen Quanteninformation, kondensierter Materie und... Weiterlesen:
Emeritus Forschungsgruppen
Blatt Lab - Quantenoptik und Spektroskopie
Die Forschungsgruppe um Rainer Blatt untersucht quantenphysikalische Prozesse an Ionen, die in Ionenfallen gespeichert sind. Ziel der Experimente ist es, eine möglichst vollständige Kontrolle über... Weiterlesen:
Zoller Group - Quantenoptik und Quanteninformation
Peter Zoller's Forschungsarbeiten sind auf den Gebieten der theoretischen Quantenoptik und Atomphysik, der Quanteninformation und der Theorie kondensierter Materie angesiedelt. Im Vordergrund steht... Weiterlesen:
Most Recent Preprints
Efficient Simulation of Nonreciprocal Many-body Physics via Quantum Feedback
arXiv:2609.02518
Abstract
We present a scheme to efficiently simulate nonreciprocal many-body spin models using a non-Markovian open system. Our scheme utilizes a single quantum emitter coupled to a waveguide mode that is fed back to the same emitter after a time delay. With this coherent delayed feedback, an effective nonreciprocal interaction can be engineered, wherein the emitter at earlier times affects itself at later times, creating a scalable spin chain. We show that all the steady-state quantities of such spin models can be accessed through measurement of the emitter and the output field. Furthermore, using classical feedback that resets the emitter, quench dynamics from arbitrary product states can be simulated. We demonstrate striking features of nonreciprocal models, such as the Liouvillian skin effect, anomalous relaxation dynamics, and quasi-long-range order of output photons. Finally, we show that the proposal is amenable to experimental realization and robust to imperfections. Our work establishes a feasible way to scale up a nonreciprocal many-body system, and provides a new route towards generation of exotic states of light.
Full-Continuum Ultrafast Quantum Gas Microscopy
Abstract
Quantum gas microscopy provides single-shot access to many-body configurations, yet has so far relied on pinning atoms to a discrete lattice during fluorescence readout. Here, we realize ultrafast atom-resolved fluorescence microscopy of an ultracold 162Dy gas directly in free space, with all external confinement removed during imaging. Exploiting the large mass and broad optical transition of dysprosium together with a high numerical aperture in-vacuum objective, we detect single atoms within 4μs while maintaining an effective point-spread function with a full width at half maximum of 254.8(3)nm. We achieve a single-atom conditional classification fidelity of 99.72(3)\% for identified fluorescence candidates. We use the measured single-atom response to construct a statistical configuration-inference model that recovers atomic positions and multiplicities, coming from overlapping atoms, directly from single fluorescence snapshots. We further benchmark our reconstruction algorithm through end-to-end Monte Carlo simulations with known ground-truth atomic configurations, obtaining a reconstruction fidelity of 98.7\%. Our approach, applicable to a wide variety of atomic species, extends quantum gas microscopy beyond predefined detection lattices, enabling atom-resolved measurements of counting statistics and higher-order spatial correlations directly on the intrinsic length scales of continuum many-body systems.
Adaptive Reconstruction of Bosonic Quantum States
arXiv:2608.02049
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