Die Entwicklung von Laserkühl- und Einfangtechniken für Atome ermöglichte es uns erstmals, einzelne Quantensysteme im Labor zu untersuchen und vollständig zu kontrollieren. Neben immer weiter verfeinerten Tests der Gesetze der Quantenmechanik liefern uns diese Fähigkeiten auch die Grundlage für neue, quantenfähige Technologien wie Quantencomputer, Quantensimulatoren oder verbesserte Sensoren. In den letzten Jahren wurde ein ähnliches Maß an Kontrolle auch für künstliche und makroskopische Quantensysteme wie supraleitende Quantenschaltkreise oder nanomechanische Resonatoren erreicht.

In unserer Forschungsgruppe interessieren wir uns für quantenoptische Phänomene an der Schnittstelle zwischen der mikroskopischen und der makroskopischen Welt und mögliche Anwendungen von kohärenten Festkörper- und hybriden Quantensystemen für zukünftige Quantentechnologien.

Aktuelle Forschungsthemen:

  • Ultrastarke Licht-Materie Kopplung
  • Starke-Kopplungs Effekte und Nichtlinearitäten in Wellenleiter QED
  • Quantenkommunikationsprotokolle in photonischen, phononischen und hybriden Quantennetzwerken
  • Nicht-Gleichgewichtsdynamik, Phasenübergänge und PT-Symmetriebrechung in offenen Quantensystemen
  • Semiklassische Simulationsmethoden für Spinsysteme

Ausgewählte Publikationen:

  1. Long-distance distribution of qubit-qubit entanglement using Gaussian-correlated photonic beams, J. Agusti, Y. Minoguchi, J. M. Fink, and P. Rabl, arXiv:2204.02993.
    https://arxiv.org/abs/2204.02993
  2. Realistic simulations of spin squeezing and cooperative coupling effects in large ensembles of interacting two-level systems, J. Huber, A. M. Rey, and P. Rabl, Phys. Rev. A 105, 013716 (2022).
    https://doi.org/10.1103/PhysRevA.105.013716
  3. Quantum computing with superconducting circuits in the picosecond regime, D. Zhu, T. Jaako, Q. He, and P. Rabl, Phys. Rev. Applied 16, 014024 (2021).
    https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.16.014024
  4. Light-matter interactions in synthetic magnetic fields: Landau-photon polaritons, D. De Bernardis, Z.-P. Cian, I. Carusotto, M. Hafezi, and P. Rabl, Phys. Rev. Lett. 126, 103603 (2021).
    https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.126.103603
  5. Environment-Induced Rabi Oscillations in the Optomechanical Boson-Boson Model, Y. Minoguchi, P. Kirton, and P. Rabl, arXiv:1904.02164.
    https://arxiv.org/abs/1904.02164
  6. The Vacua of Dipolar Cavity Quantum Electrodynamics, M. Schuler, D. De Bernardis, A. M. Läuchli, and P. Rabl, SciPost Phys. 9, 066 (2020).
    https://scipost.org/SciPostPhys.9.5.066
  7. Thermodynamics of ultrastrongly coupled light-matter systems, P. Pilar, D. De Bernardis, and P. Rabl, Quantum 4, 335 (2020).
    https://doi.org/10.22331/q-2020-09-28-335
  8. Emergence of PT-symmetry breaking in open quantum systems, J. Huber, P. Kirton, S. Rotter, and P. Rabl, SciPost Phys. 9, 052 (2020).
    https://scipost.org/SciPostPhys.9.4.052
  9. Super-correlated radiance in nonlinear photonic waveguides, Z. Wang, T. Jaako, P. Kirton, and P. Rabl, Phys. Rev. Lett. 124, 213601 (2020).
    https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.124.213601
  10. Phonon networks with SiV centers in diamond waveguides, M.-A. Lemonde, S. Meesala, A. Sipahigil, M. J. A. Schuetz, M. D. Lukin, M. Loncar, and P. Rabl, Phys. Rev. Lett. 120, 213603 (2018).
    https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.120.213603