Neue Nachwuchsgruppe im Rahmen des NRW-Rückkehrprogramms zum Thema Quantentechnologie

Dr. Moritz Cygorek beschäftigt sich in seiner Forschung mit der realistischen Beschreibung von Quantensystemen, die in der Praxis nie isoliert, sondern immer an ihre lokale Umgebung gekoppelt sind. In der Regel führt dies zu Verlusten und zur Unterdrückung von Quanteneffekten, auf denen moderne Quantentechnologien basieren. Wenn jedoch der Einfluss der Umgebung auf Quantensysteme verlässlich vorhergesagt werden kann, können Kontrollprotokolle entwickelt werden, die ungewollte Umbegungseinflüsse minimieren und damit die Qualität von Geräten für Quantentechnologien deutlich verbessern. Dr. Cygorek sagt: "Forschung und Entwicklung in den letzten Jahrzehnten hat dazu geführt, dass einzelne Quantensysteme mittlerweile sehr präzise kontrolliert werden können. Vorteile von Quantentechnologieren für praktische Anwendungen ergeben sich aber hauptsächlich, wenn viele Quantensysteme gleichzeitig kontrolliert und miteinander in Wechselwirkung gebracht werden. Für die theoretische Beschreibung ergibt sich also das Problem, dass wir große Quantensystem beschreiben müssen in Situationen, in denen bereits die Beschreibung einzelner Systeme durch die starke Kopplung an komplexe Umgebungen nicht einfach ist." Dazu plant Dr. Cygorek neue numerische Methoden zu entwickeln, die sogenannte Prozess-Tensoren mit Methoden der Quantenvielteilchentheorie kombinieren, und damit Experimente seiner Kollaborationsparter zu beschreiben.

Im Rahmen des NRW-Rückkehrprogramms geförderte Wissenschaftler können die aufnehmende Forschungseinrichtung innerhalb NRW frei wählen. Zur Entscheidung für die TU Dortmund sagt Dr. Cygorek: "Die TU Dortmund genießt einen hervorragenden Ruf im Bereich der Festkörperphysik, ist international sehr gut vernetzt und bietet auch eine exzellente Forschungsinfrastruktur. Dort sind Experten in vielen für meine Arbeit relevanten Bereichen vertreten, zum Beispiel zu Halbleiter-Quantenpunkten und Spin-Systemen, aber auch zu Quantenvielteilchentheorie. Es bestehen also viele Anknüpfungspunkte und ich habe auch großes Interesse an meinen Forschungsfragen erfahren. Ich freue mich schon auf meine neue Rolle als Nachwuchsgruppenleiter und auf die Zusammenarbeit."

Zur Umsetzung seines Forschungskonzepts erhält Dr. Cygorek eine Fördersumme von ca. 1,2 Millionen Euro über einen Zeitraum von 5 Jahren.