Für seine Dissertation über Quantensimulationen mit ultrakalten Atomen wurde der Theoretiker Philipp Hauke aus der Forschungsgruppe um Peter Zoller am 19. Dezember in Barcelona mit einem ICFO PhD Thesis Award ausgezeichnet. Mit der Arbeit konnte er das theoretische Fundament der Quantensimulation weiter ausbauen.
Den ICFO PhD Thesis Award erhielt Philipp Hauke für seine Dissertation „Quantensimulationen mit ultrakalten Atomen: Jenseits gewöhnlicher optischer Gitter“, die er im vergangenen Jahr am ICFO-The Institute of Photonic Sciences und BarcelonaTech verteidigt hat. Seit Oktober 2012 forscht Hauke als Junior Scientist in der Arbeitsgruppe von Peter Zoller am Institut für Quantenoptik und Quantensimulation (IQOQI). Neben Philipp Hauke erhielten auch Marc Jofre (Angewandte Forschung) und Alberto G. Curto (Experimentelle Forschung) einen ICFO PhD Thesis Award.
Neue Anwendungen der Quantensimulation
In der ausgezeichneten Arbeit stellt Philipp Hauke zum Einen die Grundsatzfrage, inwieweit den Resultaten einer realistischen, fehlerbehafteten Quantensimulation vertraut werden kann. Zum Anderen betrachtet er Möglichkeiten, den Katalog der quantensimulierbaren Probleme durch die Einbeziehung nicht-standardmäßiger Setups zu vergrößern. Hauke zeigt, wie die Verwendung exotischer Gittergeometrien, höherer Orbitale oder spinabhängiger optischer Gitter es erlaubt, eine Vielfalt interessanter Phänomene der Festkörperphysik zu simulieren. Diese umfassen magnetische Phasenübergänge, Paar-Suprafluidität, Suprasolidität und Zustände, die die Zeitumkehrinvarianz verletzen. Weiterhin können durch periodisches Antreiben eines optischen Gitters frustrierte Quantenmagneten, synthetische Eichfelder, topologische Isolatoren und anormale Quanten-Hall-Effekte simuliert werden. Einige Experimente in dieser Richtung wurden bereits ausgeführt. „Wir hoffen, dass diese aufregende technische Entwicklung in nicht all zu ferner Zukunft tiefgehende Einsichten in einige der wichtigsten Probleme zum Beispiel der Festkörper- und Hochenergiephysik ermöglicht“, sagt Preisträger Philipp Hauke.