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Österreichische Akademie der Wissenschaften Institut für Quantenoptik und Quanteninformation
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Monolithische Ionenfalle für Experimente mit 2-dimensionalen Ionenkristallen

Monolithische Ionenfalle für Experimente mit 2-dimensionalen Ionenkristallen

2D Crystals Experiment, AG Roos

Lithiumatomstrahl unter transversaler Laserkühlung

Lithiumatomstrahl unter transversaler Laserkühlung

AG Grimm

Supraleitende Quantenbits gekoppelt an einen koplanaren Wellenleiter

Supraleitende Quantenbits gekoppelt an einen koplanaren Wellenleiter

AG Kirchmair

Testlauf eines 532nm Hochleistungslasers

Testlauf eines 532nm Hochleistungslasers

AG Ferlaino

News Alle News

Fotos: Lackner/Shone/Jordan

Drei unter den Meistzitierten

Alljährlich veröffentlicht der Datenkonzern Clarivate eine Liste mit den meistzitierten – und... Ganzen Artikel lesen
Foto: Matthias Heisler

Ein Fest für die Quantenforschung

Österreich ist auf der internationalen Landkarte der Quantenphysik ein echter Hotspot. Zum... Ganzen Artikel lesen
Foto: David Jordan

IBM-Quantenpionier Jay Gambetta zu Besuch

Anfang der Woche besuchte Jay Gambetta, Direktor von IBM Research, das IQOQI Innsbruck und die... Ganzen Artikel lesen
Foto: David Jordan

IQOQI-Preis für neue Stipendiaten

Der theoretische Physiker Francesco Cesa und der Experimentalphysiker Peng Yin sind die neuen... Ganzen Artikel lesen

In the News

Physics World Weekly Podcast: 100 Years of Quantum Mechanics

Helgoland: leading scientists reflect on 100 years of quantum physics and look to the future

physicsworld: Schrödinger cat states like it hot

Superpositions persist at temperatures up to 1.8 K – practically oven-like by quantum standards

Forschungsgruppen

Bernien Lab - Quantenwissenschaft Atom für Atom

Foto of Hannes Bernien
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... Read more …

Ferlaino Lab - Dipolare Quantengase

Foto of Francesca Ferlaino
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... Read more …

Grimm Lab - Ultrakalte Atome und Quantengase

Foto of Rudolf Grimm
Die Arbeitsgruppe unter der Leitung von Rudolf Grimm untersucht ultrakalte Teilchensysteme, bestehend aus optisch gespeicherten Quantengasen sehr nahe am absoluten Nullpunkt. Solche Systeme... Read more …

Hammerer Group - Quantenoptik und Quantenmetrologie

Foto of Hannes Pichler
 Die Arbeitsgruppe Hammerer forscht im Bereich der Theoretischen Quantenoptik mit besonderem Fokus auf Quantenmetrologie und Präzisionsmessung. Wir untersuchen physikalische Systeme, die auf der... Read more …

Kirchmair Lab - Supraleitende Quantenschaltkreise

Foto of Gerhard Kirchmair
Die Forschungsgruppe um Gerhard Kirchmair arbeitet an supraleitenden Schaltkreisen und deren Anwendung in der Quanteninformationsverarbeitung und Quantensimulation. Die quantenmechanischen... Read more …

Pichler Group - Quantum Science Theory

Foto of Hannes Pichler
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... Read more …

Emeritus Forschungsgruppen

Blatt Lab - Quantenoptik und Spektroskopie

Foto of Rainer Blatt
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... Read more …

Zoller Group - Quantenoptik und Quanteninformation

Foto of Peter Zoller
Peter Zoller's Forschungsarbeiten sind auf den Gebieten der theoretischen Quantenoptik und Atomphysik, der Quanteninformation und der Theorie kondensierter Materie angesiedelt. Im Vordergrund steht... Read more …

Aktuellste Preprints

Estimating ground-state properties in quantum simulators with global control C. Tabares, D. Wild, I. Cirac, P. Zoller, A. Gonzalez-Tudela, D. González-Cuadra arXiv:2511.04434 Show Abstract
Accurately determining ground-state properties of quantum many-body systems remains one of the major challenges of quantum simulation. In this work, we present a protocol for estimating the ground-state energy using only global time evolution under a target Hamiltonian. This avoids the need for controlled operations that are typically required in conventional quantum phase estimation and extends the algorithm applicability to analog simulators. Our method extracts energy differences from measurements of the Loschmidt echo over an initial ground-state approximation, combines them with direct energy measurements, and solves a set of equations to infer the individual eigenenergies. We benchmark this protocol on free-fermion systems, showing orders-of-magnitude precision gains over direct energy measurements on the initial state, with accuracy improving rapidly with initial-state fidelity and persisting for hundreds of modes. We further demonstrate applicability to the 2D Ising and Fermi-Hubbard models and show that the approach extends naturally to other observables such as order parameters. Finally, we analyze the effect of experimental imperfections and propose error-mitigation strategies. These results establish a practical route to compute physically relevant quantities with high precision using globally controlled quantum simulators.
Neural quantum states for emitter dynamics in waveguide QED T. Vovk, A. Van de Walle, H. Pichler, A. Bohrdt arXiv:2508.08964 Show Abstract
Quantum emitters coupled to one-dimensional waveguides constitute a paradigmatic quantum-optical platform for exploring collective phenomena in open quantum many-body systems. For appropriately spaced emitters, they realize the Dicke model, whose characteristic permutation symmetry allows for efficient exact solutions featuring superradiance. When the emitters are arbitrarily spaced, however, this symmetry is lost and general analytical solutions are no longer available. In this work, we introduce a novel numerical method to study the dynamics of such systems by extending the time-dependent neural quantum state (t-NQS) framework to open quantum systems. We benchmark our approach across a range of waveguide QED settings and compare its performance with tensor-network calculations. Our results demonstrate that the t-NQS approach is competitive with other numerical methods and highlight the potential of t-NQSs for studying open quantum many-body systems out of equilibrium.
Non-local mass superpositions and optical clock interferometry in atomic ensemble quantum networks C. Fromonteil, D. Vasilyev, T. Zache, K. Hammerer, A. M. Rey, J. Ye, H. Pichler, P. Zoller arXiv:2509.19501 Show Abstract
Quantum networks are emerging as powerful platforms for sensing, communication, and fundamental tests of physics. We propose a programmable quantum sensing network based on entangled atomic ensembles, where optical clock qubits emulate mass superpositions in atom and atom-clock interferometry. Our approach uniquely combines scalability to large atom numbers with minimal control requirements, relying only on collective addressing of internal atomic states. This enables the creation of both non-local and local superpositions with spatial separations beyond those achievable in conventional interferometry. Starting from Bell-type seed states distributed via photonic channels, collective operations within atomic ensembles coherently build many-body mass superpositions sensitive to gravitational redshift. The resulting architecture realizes a non-local Ramsey interferometer, with gravitationally induced phase shifts observable in network-based interference patterns. Beyond extending the spatial reach of mass superpositions, our scheme establishes a scalable, programmable platform to probe the interface of quantum mechanics and gravity, and offers a new experimental pathway to test atom and atom-clock interferometer proposals in a network-based quantum laboratory.
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Institut für Quantenoptik und Quanteninformation - Innsbruck
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