Aspekte des Quantum Steerings

• Antragsteller: Professor Dr. Otfried Gühne
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 447948357

Im Jahr 1935 bemerkte Schrödinger, dass die Fähigkeit eines Experimentators ein anderes getrenntes Quantensystem durch Messungen zu beeinflussen, zentral für das Einstein-Podolsky-Rosen Argument ist. Diese Art der Fernwirkung erlaubt nicht, Informationen zu übermitteln, dennoch war Schrödinger fasziniert und nannte sie "Quantum Steering". In der modernen Sichtweise ist Quantum Steering eine Form der Quantenkorrelationen, die mit der Verschränkung und Bell-Nichtlokalität verwandt ist, aber davon unabhängig ist. Es hat sich gezeigt, dass Quantum Steering mit verschiedenen Phänomenen zusammenhängt, so z.B. mit der Unverträglichkeit von Messungen und der Sicherheit der Quantenkryptographie. In diesem Projekt sollen verschiedene Aspekte des Quantum Steering untersucht werden. Im ersten Teil wird Quantum Steering mit Methoden der Quanteninformationstheorie charakterisiert. Es werden Kriterien für den Nachweis von Quantum Steering aus entropischen Unschärferelationen hergeleitet. Weiterhin sollen neue entropische Unschärferelationen aus Eigenschaften des Quantum Steering entwickelt werden. Im zweiten Teil des Projekts wird Quantum Steering abstrakt von einem geometrischen Standpunkt behandelt. Dies wird zu einer neuartigen Algorithmen und Analysewerkzeugen zur Charakterisierung Quantenkorrelationen in hochdimensionalen System führen. Darüber hinaus sollen die Korrelationen quantifiziert werden und die Resultate auf Probleme der Quanteninformationsverarbeitung angewandt werden. Dieses Projekt wird zu einem neuen Verständnis von Quantenkorrelationen und Unschärferelationen führen. Das ermöglicht neue Erkenntnisse zur Quanteninformationsverarbeitung in asymmetrischen Szenarien und führt zu einer besseren Analyse Quantenkorrelationen in Experimenten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen