Photonische und quantenmechanische Systeme

Die systematische Erzeugung, Detektion und Manipulation von Licht hat ein rasch wachsendes Forschungsgebiet eröffnet, das heute gemeinhin als Photonik bezeichnet wird. Dieses interdisziplinäre Gebiet ist sowohl mit der klassischen Optik als auch mit den modernen Gebieten der Quantenoptik und der Quantenoptomechanik eng verbunden. Während letztere vor allem der Grundlagenforschung zuzurechnen ist, war die Photonik von Anfang an ein angewandter Forschungszweig, wie ihr programmatischer Name schon sagt: Licht kann Dinge tun, die zuvor von der Elektronik erledigt wurden. Infolgedessen gehören viele ihrer Entwicklungen – beginnend mit der Erfindung des Lasers – heute zu den wesentlichen Werkzeugen und Bausteinen des wissenschaftlichen Fortschritts nicht nur in den optischen Wissenschaften und der Physik, sondern auch in der Biologie (z. B. optische Pinzetten) oder der Chemie (z. B. Laserspektroskopie und -kühlung, STED-Mikroskopie jenseits der Beugungsgrenze). Die Verfügbarkeit dieser Werkzeuge legte den Grundstein für anspruchsvolle Quantenexperimente, die noch vor wenigen Jahrzehnten unvorstellbar schienen. Heute, an der Schwelle zur so-genannten zweite Quantenrevolution, erleben wir den Übergang von Quantenwissenschaft zu Quantentechnologie. Die Forschungsgruppe Photonische und Quantensysteme widmet sich einerseits der Verbesserung und Erweiterung der Fähigkeiten photonischer Systeme und andererseits der Entwicklung zukünftiger Quantentechnologien, indem sie Methoden der mathematischen Modellierung, Systemanalyse, Optimierung und Kontrolltheorie einsetzt.

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