Note: Das zentrale Ziel besteht darin, interne Dekohärenz in Mehrteilchensystemen unter unitärer Zeitentwicklung zu untersuchen. Dekohärenz bezieht sich dabei auf ein Teilsystem. AG Schnack: Wir sind an Fällen interessiert, bei denen interne Dekohärenz reduziert ist, so wie dies z.B. bei Relaxation und Thermalisierung unter Vielteilchenlokalisierung der Fall ist. Wir wollen die Auswirkung von Erhaltungsgrößen sowie die Möglichkeit, Deköhärenz durch Verwendung toroidaler Momente zu reduzieren und den Einfluss spezieller externer Antriebe zur Refokussierung des Spinsystems studieren. Zusätzlich wollen wir die untersuchten Systeme um solche mit Spin-Phonon-Wechselwirkung erweitern. AG Michielsen: Quantenmanipulation ist nicht länger ein Traum, sondern schon verfügbar. Als eine paradigmatische Anwendung wollen wir die Berechnung der Grundzustandsenergie des Hubbard-Modells auf einem Quantenannealer untersuchen. Um den Einfluss dekohärierender Spins der Umgebung zu berücksichtigen, wird das Hubbardmodell in ein Bad von Spins eingebettet und das Gesamtsystem mit der Schödingergleichung zeitentwickelt. Die beiden Doktoranden sollen bei den numerischen Methoden sowie physikalischen Konzepten intensiv zusammenarbeiten. Ziel A: Angetriebene Dynamik zur Verbesserung der Kohärenz: Wir wollen untersuchen, wie periodische oder aperiodische Antriebe von System und/oder Bad Dokohärenz reduzieren können. Dabei soll der ``free-induction decay'' von Multispinsystemen unter Hahn-Echo- und verallgemeinerten Uhrig-Impulsen betrachtet werden. Ziel B: Dekohärenz und Relaxation von toroidalen Momenten: Analog zu ``clock transitions'' sollten Superpositionen von Zuständen mit ausgeprägten toroidalen Momenten robuster gegenüber magnetischen Störungen durch andere Spins oder fluktuierende Magnetfelder sein. Ziel C: Dokohärenz in Spin-Phonon-Systemen: Wir können jetzt auch Systeme aus Spins und Phononen untersuchen, die verdünnte magnetische Systeme realistisch abbilden. Damit kann jetzt die sogenannte interne Reibung an verbotenen Niveaukreuzungen, die durch die Phononen hervorgerufen werden, untersucht werden. Ziel D: Darstellung des Hubbard-Modells für Quantenannealer: Mittels einer Jordan-Wigner-Transformation kann das Hubbard-Modell als ein 2N-Qubit-Modell auf einer zweibeinigen Leiter formuliert werden. Qubits auf dem ersten Bein stellen spin-up-Fermionen dar, die anderen spin-down. Wir planen, die Grundzustandsenergie des 18x1 und 3x6 Hubbard-Modells für unterschiedliche Füllungen mit dem ``Massively Parallel Quantum Spin Dynamics Simulator'' zu berechnen. Die Systemgröße entspricht einem 36-Qubit-Modell. Ziel E: Untersuchung des Hubbard-Modells: Wir wollen den Einfluss von Umgebungstemperatur sowie Unordnung auf den idealen Quantenannealing-Prozess untersuchen. Dazu simulieren wir den an ein Wärmebad gekoppelten Annealer zusammen mit dem Bad mittels der zeitabhängigen Schrödingergleichung.
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