Quantenphysik als fundamentale Grundlage für das Verständnis von Materialien
und für die Informationstechnologien

Quantenphysik und Quanteninformation

Die Quantenphysik bildet die fundamentale Grundlage der Festkörperphysik und der Chemie, der modernen Optik, sowie der Quanteninformationswissenschaften. Wichtige Forschungsgebiete in diesem Bereich sind die Halbleiterphysik mit Anwendungen in der Mikroelektronik, die Physik der Supraleiter, die Quantenoptik mit Anwendungen in der Laserphysik, das Gebiet der stark korrelierten Materie und Quantenmaterialien, und die Quanteninformationstechnologien. Während der konventionellen Informatik die Gesetze der klassischen Physik zugrunde liegen, beruft sich die derzeit entstehende Quanteninformationstheorie auf die quantenmechanische Natur mikroskopischer Objekte, um neue Möglichkeiten in der Informationsverarbeitung zu erforschen. Häufig sind wir mit der Frage konfrontiert, welche Auswirkungen Quantenphänomene auf ein klassisch bekanntes Verhalten haben, z.B. bei der elektrischen Leitfähigkeit oder elektrischen oder optischen Fluktuationen. Manchmal finden wir aber auch Quantenphänomene, die kein klassisches Analogon besitzen und die auch zu ganz neuen Anwendungen führen können. In Konstanz werden Quantenphänomene in elektrischen Schaltkreisen, Materialien und Bauelementen, die fundamentalen Quantenfluktuationen des elektromagnetischen Feldes, sowie Festkörpersysteme zur Quanteninformationsverarbeitung erforscht. Vielleicht können sogar die freien Elektronen in einem Elektronenmikroskop zur Quanteninformationsverarbeitung verwendet werden?