Ludwig-Maximilians-Universität München
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Besser als moderne numerische Methoden

Der erste dynamische Quantensimulator

München, 16.03.2012

Theoretischen Konzepten zufolge sollten „Quantensimulatoren“ Zugang zu komplexen physikalischen Prozessen ermöglichen, die mit den besten klassischen Algorithmen und verfügbaren Großrechnern nicht mehr zu erschließen sind. Eine Forschergruppe um Professor Immanuel Bloch (Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching und Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU)) hat jetzt diese Überlegenheit experimentell nachgewiesen. Die Wissenschaftler konnten erstmals dynamische Prozesse in einem Vielteilchensystem aus stark korrelierten ultrakalten Atomen in einem optischen Gitter verfolgen. Insbesondere konnten sie dabei Erkenntnisse über die Relaxationsvorgänge in einem isolierten System gewinnen, das anfänglich weit von seinem Gleichgewichtszustand entfernt ist. Auf kurzen Zeitskalen wurden die Messungen hervorragend von numerischen Rechnungen reproduziert, was die Eignung des Systems als Quantensimulator untermauert. Das System liefert jedoch auch für längere Zeiträume, die für klassische Methoden nicht mehr zugänglich sind, aussagekräftige Ergebnisse. Die Forschungsarbeiten erfolgten in enger Kooperation mit theoretischen Physikern der LMU um Professor Ulrich Schollwöck, dem Forschungszentrum Jülich, dem Wissenschaftskolleg Berlin und der University of Queensland (Australien). Nature Physics, 19.2.2012)

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