Der Experimentalphysiker Petar Jurcevic aus der Arbeitsgruppe von Rainer Blatt erhält den IQOQI Dissertationspreis 2018. Die mit 1.000 Euro dotierte Auszeichnung wird bereits zum fünften Mal verliehen und honoriert wissenschaftlich hervorragende Leistungen auf dem Gebiet der Quantenphysik.
Mit dem Dissertationspreis werden am Institut für Quantenoptik und Quanteninformation (IQOQI) in Innsbruck vielversprechende Nachwuchsphysikerinnen und -physiker für ihre besonderen Leistungen ausgezeichnet. Der IQOQI Dissertationspreis ist mit einem Preisgeld von 1.000 Euro verbunden und wird an Absolventinnen und Absolventen des PhD- oder Doktoratsstudiums der Universität Innsbruck verliehen, die wissenschaftlich hervorragende Leistungen auf dem Gebiet der Quantenphysik erbracht haben. Nach Philipp Schindler und Simon Stellmer 2013, Alexander Glätzle 2014, Albert Frisch 2015 und Florian Meinert 2016 erhält in diesem Jahr Petar Jurcevic aus der Forschungsgruppe um Rainer Blatt am Institut für Experimentalphysik diese Auszeichnung. Er wird im Frühjahr für seine Dissertation zur Quanteninformationsverarbeitung mit gefangenen Ionen ausgezeichnet.
Quantencomputer im Visier
Drei wesentliche Aspekte der Quanteninformationsverarbeitung hat Petar Jurcevic in seiner Doktorarbeit experimentell untersucht: Quantenkorrelationen, das messungsbasierte Quantencomputermodell und die Quantensimulation von wechselwirkenden Vielteilchensystemen. Im ersten Teil beschäftigt er sich mit Quanten-Discord, einer breiten Klasse von Quantenkorrelationen, die für verschiedene Aufgaben der Quanteninformationsverarbeitung geeignet sind. Quanten-Discord ist nicht nur robuster gegen experimentelles Rauschen, sondern bestimmte verrauschte Prozesse erzeugen auch Quanten-Discord aus zunächst völlig unkorrelierten Zuständen. Diese Ergebnisse sind insofern bemerkenswert, als die bekannteste Quantenkorrelation, die Verschränkung, bei der Wechselwirkung mit der Umwelt sehr fragil ist. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass Rauschen nicht grundsätzlich störend ist und für bestimmte Aufgaben in der Quanteninformationsverarbeitung sogar genutzt werden könnte", sagt Jurcevic. In seiner Arbeit untersuchte er auch das so genannte messungsbasierte Quantencomputermodell. „In diesem Modell beginnt man mit einem stark korrelierten Zustand, einem Graphen-Zustand, und führt nacheinander einzelne Messungen durch, um die Quantenressourcen zu nutzen und die Berechnung voranzutreiben“, erklärt der Preisträger. Er schuf deterministisch verschiedene Clusterzustände und demonstrierte die elementaren Bausteine eines universellen Quantencomputers. Er konnte zeigen, dass größere Zustände trotz des höheren Aufwands bei der Vorbereitung tatsächlich einen besseren Schutz gegen Rauschen bieten. Der letzte Teil seiner Arbeit beschäftigt sich mit zwei Experimenten zur Quantensimulation von Spin-Ketten mit variablen Wechselwirkungsbereichen.
Zur Person
Petar Jurcevic wurde 1986 in Split, Kroatien, geboren. Er studierte Nanowissenschaften und Physik an der Universität Basel. Nach seinem Abschluss im Jahr 2010 arbeitet er für ein Jahr am Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique und schloss sich dann der Forschungsgruppe von Rainer Blatt am Institut für Experimentalphysik der Universität Innsbruck an. Jurcevic promovierte 2017 und arbeitet nun am IBM Research Center in Yorktown Heights, New York. 2018 erhielt er den Wissenschaftspreis der Tiroler Handelskammer und einen Forschungspreis der Schweizerischen Physikalischen Gesellschaft.