In diesem Sonderforschungsbereich arbeiten Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen der Bayerischen Akademie der Wissenschaften, der Technischen Universität München, der Ludwig-Maximilians-Universität München, des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik sowie der Universitäten Regensburg und Augsburg in insgesamt 15 Teilprojekten zusammen. Zusätzlich zu den etwa 30 Mitgliedern des Sonderforschungsbereichs sind jeweils mehr als 30 Doktoranden und Diplomanden sowie viele Gäste in die Forschung eingebunden.Die Arbeiten sind auf das interdisziplinäre Forschungsgebiet der Festkörperbasierten Quanteninformationsverarbeitung ausgerichtet, in das Ideen und Konzepte aus den Bereichen der Informationstheorie, Physik, Mathematik und der Materialwissenschaften einfließen. Das Ziel ist die Entwicklung der physikalischen und technologischen Grundlagen. Die bearbeiteten Schlüsselfragen sind:-- Wie können wir festkörperbasierte Quantenbits mit genügend langer Quantenkohärenz realisieren?-- Wie können wir phasenkohärente Quantenzustände kontrollieren, manipulieren, koppeln und effektiv auslesen?-- Wie können wir einzelne Festkörper-Quantenbits zu komplexeren Systemen skalieren?-- Welche Konzepte können wir anwenden, um Dekohärenzeffekte zu reduzieren?-- Welche Freiheitsgrade in Festkörpersystemen sind am besten für die Implementierung von Quantenbits geeignet?-- Wie können wir die Materialfragen und die technologischen Probleme im Hinblick auf die Realisierung von festkörperbasierten Quantenbits lösen?-- Wie können wir Schnittstellen zwischen festkörperbasierten Quantenbits und Quanten-Kommunikationssystemen realisieren?Um diese Fragen zu beantworten, werden Forschungsaktivitäten aus den Gebieten der Quanteninformationstheorie, der experimentellen und theoretischen Festkörperphysik, der Quantenoptik, der Materialwissenschaften und der Nanotechnologie gebündelt. Durch diese koordinierten Forschungsarbeiten soll ein tief gehendes Verständnis für die physikalischen Konzepte der festkörperbasierten Quanteninformationsverarbeitung entwickelt werden sowie die technologische Basis und die Materialvoraussetzungen erarbeitet werden, die für eine erfolgreiche Implementierung von festkörperbasierten Quantenbits notwendig sind. Auf diese Weise wollen die Forscher der Vision, nutzbare Quanteninformationssysteme herstellen zu können, einen Schritt näher kommen.
