Schwerpunktprogramme bündeln überregionale Kooperationen. Innerhalb eines inhaltlich definierten Rahmens sind die Beteiligten frei in der Wahl des Themas, des Forschungsplanes sowie der Methoden. Schwerpunktprogramme werden eingerichtet, wenn die koordinierte Förderung für das betreffende Gebiet besonderen wissenschaftlichen Gewinn verspricht.
Zentrales Ziel dieses Antrags ist es, zwei einzigartige Eigenschaften von Rydberg Ionen für eine neuartige Verschränkungsmethode zu nutzen - die elektrische Ladung des Ions und seine hohe Polarisierbarkeit in einem Rydberg Zustand: Die Ladung der Ionen ermöglicht es Ionen zu bewegen und zeitabhängigen Feldern auszusetzen, die Polarisierbarkeit im angelegten elektrischen Feld stellt eine zusätzliche Kraft dar, die auf die Ionenwellenfunktion wirkt. Regen wir Ionen in eine Superposition von Grund und Rydberg-Zustand an und setzen sie einem zeitabhängigen elektrischen Feld aus, dann wirken unterschiedliche Kräfte auf die beiden Komponenten der Wellenfunktion, die in eine relative Phasenverschiebung bewirken. In dieser Weise werden wir einen Schrödinger-Katzenzustand in einem einzelnen Ion erzeugen und für ein Paar von zwei Ionen ein neuartiges und schnelles Quantengatter demonstrieren.
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Das Hauptziel des Schwerpunktprogramms Skyrmionik ist die Grundlagenforschung auf dem Weg zur Entwicklung von technologischen Anwendungen auf der Basis von topologischen Spin-Solitonen. Es beruht auf der Entdeckung von Skyrmionen-Gittern und einzelnen Skyrmionen in magnetischen Materialen, in denen aufgrund fehlender Inversionssymmetrien Dzyaloshinsky-Moriya Wechselwirkungen auftreten. Es umfasst weitere Materialklassen, insbesondere maßgeschneiderte dünne Schichten und Nanosysteme.
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