Univ.-Prof. Dr. PETER VAN LOOCK

Professor für Theorie der Quantenoptik und Quanteninformation

Peter van Loock, 1970 in Nürnberg geboren, studierte an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) die Fächer Physik, Philosophie und Wissenschaftsphilosophie. 1997 schloss er sein Studium im Fach Physik mit einer Diplomarbeit zum Thema "Theorie einer Quantum-Non-Demolition-Messung mit optischen Solitonen" ab.

Nach einer einjährigen Tätigkeit als Wissenschaftlicher Assistent an der FAU nahm van Loock 1998 ein Promotionsstudium an der University of Wales in Bangor auf, gefördert durch ein Stipendium der University of Wales und des Deutschen Akademischen Austauschdienstes (DAAD), und promovierte 2002 mit einer Dissertation über "Quantum Communication with Continuous Variables". Danach kehrte er an die Uni Erlangen zurück, wo er bis 2004 in der dortigen Emmy-Noether Gruppe für Quanteninformation als Postdoc mitarbeitete. Von 2004-2007 war van Loock als Assistenzprofessor am japanischen National Institute of Informatics (NII) in Tokyo zu Gast. Im Anschluss daran übernahm er 2007 selbst die Leitung einer Emmy-Noether Nachwuchsgruppe für optische Quanteninformationstheorie, angesiedelt am Institut für Theoretische Physik I der FAU, am Institut für Optik, Information und Photonik der FAU sowie am im Jahre 2009 neu gegründeten Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts in Erlangen.

Mit Wirkung zum 1. Mai 2012 wurde Peter van Loock als Professor für Theorie der Quantenoptik und Quanteninformation an die Johannes Gutenberg-Universität Mainz berufen. Als international ausgewiesener Experte auf dem Gebiet der Quanteninformation mit kontinuierlichen Freiheitsgraden und deren praktischer Implementierung in quantenoptischen Systemen verstärkt er das Institut für Physik bei der Etablierung der optischen Quantenkommunikation als international sichtbarem Forschungsschwerpunkt.

Die Forschung in der Gruppe von Peter van Loock an der JGU soll dazu beitragen, realistische Quantensysteme und Quantenprotokolle für die Implementierung von Quantenkommunikation über interkontinentale Distanzen zu finden. Wichtig hierfür ist insbesondere die Suche nach praktikablen Ansätzen zur robusten Erzeugung und fehlerresistenten Manipulation von verschränkten Quantenzuständen, die auch im Hinblick auf mögliche Realisierungen von Quantenalgorithmen eine entscheidende Rolle spielen.  

Wissenschaftlicher Werdegang

Mai 2012
Berufung zum Universitätsprofessor auf Lebenszeit für Theorie der Quantenoptik und Quanteninformation an die Johannes Gutenberg-Universität Mainz

2007-2012
Leiter der Emmy-Noether Nachwuchsgruppe am Institut für Theoretische Physik I der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, in Kooperation mit der Max-Planck-Forschungsgruppe "Optik, Information und Photonik" (bis 2008) sowie dem Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts (ab 2009), Erlangen

2004-2007
Assistenzprofessor am National Institute of Informatics (NII), Tokyo, Japan

2001-2004
Post-Doktorand in der Emmy-Noether Quanteninformation-Gruppe an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

2002
Promotion an der University of Wales, Bangor
Titel der Dissertation: "Quantum Communication with Continuous Variables"

1998-2001
Promotions-Studium an der University of Wales, Bangor
Stipendium der University of Wales
Stipendium des Deutschen Akademischen Austauschdienstes (DAAD)

1997-1998
Wissenschaftlicher Assistent an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

1997
Diplom im Fach Physik an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
Titel der Diplomarbeit: "Theorie einer Quantum-Non-Demolition-Messung mit optischen Solitonen"

1993-1997
Studium der Fächer Philosophie und Wissenschaftsphilosophie an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

1990-1997
Studium des Fachs Physik an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg  

Lehr- und Forschungsschwerpunkte

  • Quanteninformationsprotokolle mit linearer Optik und mit kontinuierlichen Variablen
  • Quantenkommunikation über mittlere und große Entfernungen
  • Erzeugung, Manipulation und Ausnützung komplexer verschränkter Zustände
  • Hybride Quantensysteme und Quantenprotokolle  

Publikationen (Auswahl)

  • Karsten Kreis and Peter van Loock, Classifying, quantifying, and witnessing qudit-qumode hybrid entanglement, Phys. Rev. A 85, 032307 (2012).
  • Seckin Sefi and Peter van Loock, How to Decompose Arbitrary Continuous-Variable Quantum Operations, Phys. Rev. Lett. 107, 170501 (2011).
  • Ryuji Ukai, Noriaki Iwata, Yuji Shimokawa, Seiji C. Armstrong, Alberto Politi, Jun-ichi Yoshikawa, Peter van Loock, and Akira Furusawa, Demonstration of Unconditional One-Way Quantum Computations for Continuous Variables, Phys. Rev. Lett. 106, 240504 (2011).
  • Nicolas C. Menicucci, Steven T. Flammia, and Peter van Loock, Graphical calculus for Gaussian pure states, Phys. Rev. A 83, 042335 (2011).
  • Ludmiła Praxmeyer and Peter van Loock, Near-unit-fidelity entanglement distribution scheme using Gaussian communication, Phys. Rev. A 81, 060303(R) (2010).
  • T. Aoki, G. Takahashi, T. Kajiya, J. Yoshikawa, S. L. Braunstein, P. van Loock, and A. Furusawa, Quantum Error Correction beyond Qubits, Nature Physics 5, 541 (2009).
  • P. van Loock, W. J. Munro, Kae Nemoto, T. P. Spiller, T. D. Ladd, Samuel L. Braunstein, and G. J. Milburn, Hybrid quantum computation in quantum optics, Phys. Rev. A 78, 022303 (2008).
  • Peter van Loock, Christian Weedbrook, and Mile Gu, Building Gaussian cluster states by linear optics, Phys. Rev. A 76, 032321 (2007).
  • P. van Loock, T. D. Ladd, K. Sanaka, F. Yamaguchi, Kae Nemoto, W. J. Munro, and Y. Yamamoto, Hybrid Quantum Repeater Using Bright Coherent Light, Phys. Rev. Lett. 96, 240501 (2006).
  • Samuel L. Braunstein and Peter van Loock, Quantum information with continuous variables, Rev. Mod. Phys. 77, 513 (2005).
  • Peter van Loock and Norbert Lütkenhaus, Simple criteria for the implementation of projective measurements with linear optics, Phys. Rev. A 69, 012302 (2004).
  • T. Aoki, N. Takei, H. Yonezawa, K. Wakui, T. Hiraoka, A. Furusawa, and P. van Loock, Experimental Creation of a Fully Inseparable Tripartite Continuous-Variable State, Phys. Rev. Lett. 91, 080404 (2003).
  • P. van Loock and A. Furusawa, Detecting genuine multipartite continuous-variable entanglement, Phys. Rev. A 67, 052315 (2003).
  • P. van Loock and Samuel L. Braunstein, Telecloning of Continuous Quantum Variables, Phys. Rev. Lett. 87, 247901 (2001).
  • P. van Loock and Samuel L. Braunstein, Multipartite Entanglement for Continuous Variables: A Quantum Teleportation Network, Phys. Rev. Lett. 84, 3482 (2000).