aktualisiertes pdf - DPG-Tagungen

Fachsitzungen
– Hauptvorträge, Gruppenberichte, Kurzvorträge und Posterbeiträge –
Q 1 Hauptvorträge I
Zeit: Montag 11:00–12:30 Raum: HS 225
Hauptvortrag Q 1.1 Mo 11:00 HS 225
Quantenoptik auf dem Weg von der Atomphysik zur Kernphysik
— •Heinrich Schwoerer — Institut für Optik und Quantenelektronik,
Friedrich-Schiller-Universität Jena, Max-Wien-Platz 1, 07743
Jena
Die heute intensivsten Laser produzieren ultrakurze, nah-infrarote
Laserpulse mit Spitzenintensitäten von über 10 20 W/cm 2 . Wechselwirken
diese Laserpulse mit Materie, so kann intensive und ultrakurze
Innerschalen-Röntgenstrahlung emittiert werden. Weiterhin können in
großer Zahl Elektronen, Protonen und Strahlung mit mittleren Energien
von mehreren 10 Megaelektronenvolt erzeugt werden. Dies ist der Energiebereich
der Kernriesenresonanzen, so dass Kernreaktionen wie Neutronenabspaltung,
Kernspaltung, Isomerenanregung und auch Fusion induziert
werden können. Die Besonderheiten dieser neuen Teilchen- und
Photonenquelle, nämlich ihre kurze Emissionsdauer, ihr hoher Fluss und
ihre Kompaktheit eröffnen interessante Perspektiven für die Kernphysik
und die Untersuchung elementarer Wechselwirkung von Strahlung und
Materie. Anhand grundlegender Experimente wird der aktuelle Stand
der laserinduzierten Kernphysik dargestellt. Abschließend wird ein Ausblick
auf zukünftige Möglichkeiten hochintensiver Laser in Kern- und
Teilchenphysik gegeben.
Q 2 Quanteninformation I
Hauptvortrag Q 1.2 Mo 11:45 HS 225
Nichtlineare Wechselwirkungen von Laserlicht - Anwendungen
und Perspektiven — •Ralf Menzel — Institut für Physik, Lehrstuhl
Photonik der Universität Potsdam, Am neuen Palais10, 14469 Potsdam
Mit der breiten Verfügbarkeit neuer Laser mit kurzen Pulsen und hohen
Spitzenleistungen ergeben sich viele neue Möglichkeiten nichtlineare
optische Wechselwirkungen (WW) von Licht mit Materie zu untersuchen.
Die dabei auftretenden Effekte der kohärenten und inkohärenten
WW mit transparenter und absorbierender Materie werden im Vortrag
im Hinblick auf die theoretische Beschreibung klassifiziert und in ihren
Möglichkeiten für Physik, Chemie, Biologie und Medizin diskutiert.
Chancen und Schwierigkeiten werden an Beispielen aus der nichtlinearen
optischen Spektroskopie, der Lasertechnik und der Quanteninformation
erläutert. Dies betrifft neue Methoden der Analytik, der 3-dimensionalen
Formerfassung, der Weisslichterzeugung, der kohärenten Kopplung von
Lasern, der optischen Phasenkonjugation, beim Aufbau von Hochleistungslasern
sowie das Arbeiten mit nicht-klassischem Licht.
Zeit: Montag 14:00–16:00 Raum: HS 101
Q 2.1 Mo 14:00 HS 101
Towards an entanglement area theorem — •J. Dreißig 1 , M.
Cramer 1 , M.B. Plenio 2 und J. Eisert 1,2 — 1 Institut für Physik, Universität
Potsdam, Am Neuen Palais 10, D-14469 Potsdam — 2 Blackett
Laboratory, Imperial College London, Prince Consort Road, SW7 2BW
London
We revisit the concept of geometric entropy with the tools of entanglement
theory in infinite-dimensional quantum systems. We consider the
von Neumann entropy associated with a distinguished region in a discretized
free massless scalar field in its ground state. We show that the
entropy is proportional to the area of the boundary surface without relying
on numerical estimates. We investigate the continuum limit leading
to an associated field theory, and consider the degree of entanglement in
case of thermal states associated with some non-zero temperature.
Q 2.2 Mo 14:15 HS 101
Witness Operators versus Bell Inequalities — •Philipp Hyllus,
Otfried Gühne, Dagmar Bruß, Maciej Lewenstein, and Anna
Sanpera — Institut für Theoretische Physik, Universität Hannover,
30167 Hannover
Quantum states that violate Bell inequalities cannot be described by
a local hidden variable model. Witness operators provide a conceptually
different method for the detection of entanglement in quantum systems.
In general, the set of mixed quantum states that violate a Bell inequality
is smaller than the set of states which are detected by a witness: even
for 2-qubit systems there exist mixed entangled states that admit a local
hidden variable model. We investigate the relation between witness
operators and Bell inequalities for 2 qubits. We show how witness operators
can be transformed to detect only states violating a Bell inequality,
and demonstrate that known Bell inequalities correspond to non-optimal
witness operators.
Q 2.3 Mo 14:30 HS 101
Stability of macroscopic entanglement under decoherence —
•Marc Hein 1,2 , Wolfgang Duer 1,2 , and Hans Juergen Briegel 1,2
— 1 Theoretische Physik, LMU Muenchen — 2 Institut fuer Theoretische
Physik, U Innsbruck
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We investigate the lifetime of macroscopic entanglement in graph states
under the influence of decoherence due to different noise models. Among
these noise models are the depolarizing channel, noise models described
by quantum optical master equations of the Lindblad form and some
correlated noise models. For GHZ-type superposition states we find that
the lifetime decreases with the size of the system (i.e. the number of independent
degrees of freedom) and the effective number of subsystems
that remain entangled decreases with time. For cluster states, however,
we show that the lifetime of entanglement is independent of the size of
the system. We generalize the results to states also produced by some
Ising-type interaction but with different interaction times.
Q 2.4 Mo 14:45 HS 101
Graph states — •J. Eisert 1 , M. Hein 2 , and H.-J. Briegel 2 —
1 Institut für Physik, Am Neuen Palais 10, Universität Potsdam, D-14469
Potsdam — 2 Institut für theoretische Physik, Technikerstraße 25, Universität
Innsbruck, A-6020 Innsbruck
Graph states are multi-particle entangled states that correspond to
mathematical graphs, where the vertices of the graph take the role of
quantum spin systems and edges represent Ising interactions. They are
many-body spin states of distributed quantum systems that play a significant
role in quantum error correction, multi-party quantum communication,
and quantum computation within the framework of the one-way
quantum computer. In this talk, the formalism and setting of graph states
will be introduced. General transformation rules for graphs will be presented
in graph theoretical language when local Pauli measurements are
applied, and we will provide criteria for the equivalence of two graphs up
to local unitary transformations. We also characterize and quantify the
genuine multi-particle entanglement of such graph states in terms of the
Schmidt measure, to which we provide upper and lower bounds in graph
theoretical terms. Examples will include the codewords of the concatenated
[7,1,3]-CSS code and the graph states associated with the quantum
Fourier transform in the one-way computer. (See also the subsequent talk
by M. Hein, W. Dür, and H.J. Briegel.)