Seminarbericht

Die Theorie der Quantenmessungen bildet einen mathematischen Rahmen für die Beschreibung dynamischer Prozesse in der Quantenmechanik, z.B. die Dynamik eines offenen Systems oder die Änderung des Zustandsvektors auf Grund einer Messung. Innerhalb dieses Rahmens dienen dynamische Abbildungen dazu, die zugehörigen Zustandstransformationen möglichst genau zu beschreiben und zu verstehen. Damit bildet die Theorie der Quantenmessungen einen wichtigen Eckpfeiler der Grundlagen der Quantenmechanik. Viele Eigenschaften von Quantenmessungen sind aber bis heute nicht komplett verstanden und daher Gegenstand aktiver Forschung.

Dieses Seminar hatte zum Ziel, dem wissenschaftlichen Nachwuchs einen Überblick über verschiedene Aspekte der Theorie der Quantenmessungen zu geben und ihm eine Plattform für den Austausch mit erfahreneren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern dieses Forschungsgebiets zu bieten. Nach einer 1,5-jährigen Verschiebung fand das Seminar vom 10. bis 13. Juli 2022 im Physikzentrum in Bad Honnef mit 66 Präsenz- und weiteren 24 Online-Teilnehmenden statt. Die Vortragsthemen bildeten ein breites Spektrum von Grundlagenfragen bis hin zu Anwendungen ab. Im Hinblick auf die Grundlagen wurde z.B. erörtert, wie sich die nicht-klassischen Eigenschaften von Messungen, etwa die Inkompatibilität oder die Nicht-Lokalität verallgemeinerter Quantenmessungen, besser verstehen lassen. Letztere spielen eine wichtige Rolle für die Untersuchung quantenmechanischer Korrelationen und deren Anwendungen in der Quantenkommunikation. Für Anwendungen ist es auch wichtig, geeignete Messmethoden zu entwickeln, um verrauschte Quantenhardware, z.B. neuartige Quantenprozessoren, zu charakterisieren. Hier wurden Verallgemeinerungen von Ausleseprotokollen basierend auf zufälligen projektiven Messungen hin zu verallgemeinerten Quantenmessungen diskutiert.

Höhepunkte des Seminars bildeten die beiden Postersitzungen mit insgesamt 51 Postern. Sie erlaubten den Vortragenden, sich mit den anwesenden Expertinnen und Experten über ihre Forschungsarbeiten auszutauschen und deren Rückmeldung einzuholen. Aus den Reihen der Teilnehmenden erhielten wir viele positive Stimmen, welche die hohe Qualität der vorgestellten Arbeiten würdigten.

Wir danken den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des Physikzentrums in Bad Honnef für die professionelle Organisation vor Ort und der Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung für die großzügige finanzielle und organisatorische Unterstützung.

Dr. Andreas Ketterer, Fraunhofer IAF Freiburg
Dr. Roope Uola, U Genève, Schweiz