Aktivitäten und Perspektiven der Österreichischen Quanten Stakeholder - am Beispiel der Fakultät für Physik der Universität Wien

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1 Shaping the future Quantum Technology Flagship Aktivitäten und Perspektiven der Österreichischen Quanten Stakeholder - am Beispiel der Fakultät für Physik der Universität Wien Markus Aspelmeyer Fakultät für Physik, Universität Wien

2 Fakultät für Physik der Universität Wien International sichtbare Forschung in den Bereichen Quantenoptik, Quanteninformation und Quantennanophysik Computergestützte Physik Gravitationsphysik und Mathematische Physik Komplexe Materie auf der Nanoskala Einrichtungen Fakultätszentrum für Nanostrukturforschung Christian Doppler Labor für MIR Spektroskopie und Halbleiteroptik Nationale Aktivitäten und Kollaborationen im Bereich Quantenforschung SFB Foundations & Applications of Quantum Science DK Complex Quantum Systems Mitgründer Vienna Center for Quantum Science and Technology Mitinitiator Erwin Schrödinger Center for Quantum Science fundamentale Fragen & praktische Anwendungen der Quantenphysik

3 Nanophotonic photonphonon quantum interfaces (Aspelmeyer): Solid state quantum technologies Long-distance quantum communication (Ursin, Fiber- and free-space quantum communication Nano-optomechanical waveguide; Nature 2016 (UNIVIE) Hedy-Lamarr -Teleskop (ÖAW, UNIVIE)

4 Optical networks for quantum transport simulations (Walther): Single- and multi-photon interferometry & detection Theory of Quantum Computation and Simulation (Verstraete): Quantum Metropolis algorithms, Topological Quantum Error Correcting Codes, Quantum Tensor Networks Photonic Quantum Simulators Nature Physics (2012)

5 Matter-wave sensors for molecular metrology (Arndt): Optical, electrical, magnetic, structural, static and time dependent properties Quantum opto- and magnetomechanical sensing platforms (Aspelmeyer): Optical and superconducting levitation for acceleration and gravity MIR Laser Spectroscopy (Heckl): Cavity-ringdown trace gas analysis Quantum Gyroscope(Ursin/ÖAW) Fiber-based two photon Sagnac gyroscope Single-photon sensors for gravity (Walther): Gravimetry using a single-photon interferometer

6 Electric moments in molecule interferometry New J. Phys. (2011) The European Quantum Manifesto 2016 Matter-wave sensors for molecular metrology (Arndt): Optical, electrical, magnetic, structural, static and time dependent properties Quantum opto- and magnetomechanical sensing platforms (Aspelmeyer): Optical and superconducting levitation for acceleration and gravity MIR Laser Spectroscopy (Heckl): Cavity-ringdown trace gas analysis Quantum Gyroscope(Ursin/ÖAW) Fiber-based two photon Sagnac gyroscope Single-photon sensors for gravity (Walther): Gravimetry using a single-photon interferometer

7 New algorithms (Brukner): Quantum computers and communication complexity protocols exploiting quantum-controlled ordering of gates Theory of Quantum Computation and Simulation (Verstraete): Quantum Metropolis algorithms, Topological Quantum Error Correcting Codes, Quantum Tensor Networks Optical quantum computing & quantum enhanced data protection for computing (Walther): photonic (quantum cloud) computing, N/V centers, integrated photonics

8 Computational advantage from quantum-controlled ordering of gates, Phys. Rev. Lett. (2014) Experimental Blind Quantum Computing Science (2012) New algorithms (Brukner): Quantum computers and communication complexity protocols exploiting quantum-controlled ordering of gates Theory of Quantum Computation and Simulation (Verstraete): Quantum Metropolis algorithms, Topological Quantum Error Correcting Codes, Quantum Tensor Networks Optical quantum computing & quantum enhanced data protection for computing (Walther): photonic (quantum cloud) computing, N/V centers, integrated photonics

9 Shaping the future Quantum Technology Flagship Aktivitäten und Perspektiven der Österreichischen Quanten Stakeholder - am Beispiel der Fakultät für Physik der Universität Wien Markus Aspelmeyer Fakultät für Physik, Universität Wien