Open Quantum Systems and Mesoscopic Physics

Die Physik mesoskopischer Festkörperstrukturen wie supraleitende oder halbleitende Schaltkreise befindet sich derzeit in einer rasanten Entwicklung. Sie dienen als wichtige Plattformen, die für die Entwicklung zukünftiger quantentechnologischer Anwendungen untersucht werden, und ermöglichen es gleichzeitig, grundlegende Fragen im Zusammenhang mit offenen Quantensystemen, Quantenvielteilchendynamik und Quantenthermodynamik zu erforschen. Dementsprechend gab es in den letzten Jahren einen fruchtbaren gegenseitigen Austausch zwischen experimentellen Fortschritten bei der Implementierung von Schaltkreisen mit maßgeschneiderten Materialeigenschaften und theoretischen Fortschritten bei der Entwicklung neuer leistungsstarker Werkzeuge zur Erfassung komplexer Quantendynamik.

Ziel dieser Physikschule, die vom 4. bis 9. Juni in der Forststation Hyytiälä der Universität Helsinki in der schönen finnischen Landschaft nordöstlich von Tampere stattfand, war es, eine internationale Gruppe von etwa 45 Promovierenden zusammenzubringen, um sie sowohl in den Grundlagen als auch in den aktuellen Forschungsaktivitäten auf diesem Gebiet zu schulen. Vorträge renommierter Experten, kurze Präsentationen der Studierenden und Posterdiskussionen bildeten die Grundlage für lebhafte Diskussionen, während die Teilnehmer gleichzeitig die fantastische Anlage (einschließlich Sauna) und die Umgebung genießen konnten.

Die Vorlesungen gaben nicht nur einen allgemeinen Überblick über Themen wie offene Quantensysteme, Quantenrauschen und -transport, Quantendissipation und Vielteilchenphysik, sondern boten auch Einblicke in speziellere Bereiche wie Einzelladungstransport, Verschränkung in Vielteilchensystemen, Quasiteilchen in supraleitenden Bauelementen, Topologie in supraleitenden Strukturen und künstliche Atome. Theorie und Experiment gingen Hand in Hand, so dass die Studierenden unabhängig von ihrem Hintergrund erfahren konnten, wie stark die Entwicklungen miteinander verflochten sind.

Diese Schule wurde von einem finnisch-deutschen Team organisiert und konnte dank der großzügigen Unterstützung der Wilhelm und Else Heraus-Stiftung sowie zusätzlicher finanzieller Mittel des Institute Q (Helsinki), des Center for Integrated Quantum Science & Technology (Ulm-Stuttgart) und des Quantum Technology Network Baden-Württemberg realisiert werden.

Prof. Dr. Joachim Ankerhold, Universität Ulm
Dr. Paolo Muratore-Ginanneschi, Universität Helsinki
Prof. Dr. Jukka Pekola, Bayan Karimi, Universität Aalto