Erweiterte statistische Methoden für Quantenexperimente

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Matthias Kleinmann
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 253338819

Aktuelle Experimente in der Quantenoptik demonstrieren die Kontrolle immer größerer Systeme und erreichen eine ausgesprochen große Präzision. Dieser Fortschritt zieht neue theoretische Herausforderungen bezüglich der Auswertung der Daten nach sich und insbesondere hat sich die Bestimmung der Fehlerbalken als eine subtile Fragestellung erwiesen. Dies hat zwei Ursachen: Zum einen ist gegenwärtig die Anzahl der realistischerweise erreichbaren Einzelereignisse sehr gering -- zum Teil können lediglich 10 Ereignisse für jeden unbekannten Parameter gemessen werden. Zum anderen kann die erreichte große Genauigkeit nur dann erfolgreich nachgewiesen werden, wenn entweder der Messapparat selbst sehr genau bekannt ist, oder aber der Mangel einer solch genauen Beschreibung in das Fehlerbudget mit eingeht. Beiden Problemen liegt die Frage nach einer mathematisch fundierten statistischen Analyse der Daten zu Grunde. Mit diesem Projekt wird es möglich, entsprechende Fehlerabschätzungen und Konfidenzbereiche anzugeben, insbesondere für den Fall von nur wenigen Einzelereignissen. Im Hinblick auf die Auswertung von Präzisionsexperimenten werden in diesem Projekt Methoden erarbeitet, die eine Reduzierung des Fehlerbudgets erlauben. Daraus werden sich dann einerseits neue Tests für Quantensysteme ergeben und andererseits werden zuverlässige Qualitätszertifikate für Quanteninformationsprotokolle möglich werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Schweiz
• Gastgeber: Professor Dr. Renato Renner