Das Institut für Informatik begrüßt seit dem Sommersemester 2023 mit Dr. Zahra Raissi eine neue Nachwuchsgruppenleiterin im Bereich „Quantum Information“. Das übergreifende Ziel dieser Nachwuchsgruppe ist es, zu untersuchen und zu verstehen, wie die Quantenmechanik genutzt werden kann, um neue Technologien zu entwickeln.
Dr. Raissi hat zunächst Physik an der Isfahan University of Technology Iran studiert und dort ihren Masterabschluss absolviert. Anschließend hat sie an der Sharif University of Technology Iran ihre Promotion im Bereich der Quanteninformatik angefangen. Aufgrund ihrer herausragenden Leistungen bekam sie die Möglichkeit, am ICFO - The Institute of Photonic Sciences in Barcelona weiter zu promovieren. Ihre Doktorarbeit schrieb Dr. Raissi zu verschiedenen Themen wie Vielkörperverschränkung, Quantenfehlerkorrektur und Quantennetzwerke unter der Leitung von Prof. Antonio Acin und Prof. Vahid Karimipour. Im Anschluss an ihre erfolgreiche Promotion konnte sie zwei Postdoc-Aufenthalte am ICFO in Barcelona und am Center for Quantum Information Science & Engineering Virginia Tech in der Vereinigten Staaten wahrnehmen.
Als neue Nachwuchsgruppenleiterin legt Dr. Zahra Raissi nun ihren Fokus auf die vier Themenschwerpunkte Many-Body Entanglement, Quantum Error Correction, Quantum Networks und Quantum Algorithms.
Many-Body Entanglement (Vielkörperverschränkung) ist eine Ressource, die es der Quantentechnologie theoretisch ermöglicht, ihre klassischen Gegenstücke zu übertreffen. Das heißt, der Zugang zu einem verschränkten Zustand ermöglicht Quanteninformationsverarbeitungsaufgaben, wie z. B. Teleportation, Quantenfehlerkorrektur, messungsbasierte Quantenberechnung und verschränkungsbasierte Quantenkommunikation. Trotz ihrer Bedeutung sind wir noch weit von einem vollständigen Verständnis der Verschränkung im mehrteiligen Fall entfernt.
Quantum Error Correction (Quantenfehlerkorrektur) ist eine weitere große Herausforderung auf dem Gebiet der Quantenbildung und -berechnung und ein Bereich, in dem die mehrteiligen verschränkten Zustände Anwendung finden. Die Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Quantencodes und bestehenden klassischen Fehlerkorrekturcodes führte uns zum Verständnis der Struktur von Quantencodes und ihrer Verbindung zu den hochgradig verschränkten Unterräumen.
Quantum Networks (Quantennetzwerke) gehören zu den anspruchsvollsten und grundlegendsten Problemen der Wissenschaft, da wir sie für die Kommunikation benötigen. Das Problem ist im Quantenfall besonders wichtig, da wir die Verschränkung klug nutzen müssen, um effizienter als in klassischen Netzwerken zu kommunizieren.
Der Begriff Quantum Algorithms (Quantenalgorithmen) wird, obwohl sowohl Quanten- als auch klassische Algorithmen Schritt für Schritt ablaufen, in der Regel für diejenigen Algorithmen verwendet, die von Natur aus quantenbasiert sind oder ein wesentliches Merkmal der Quantenberechnung nutzen, wie z. B. Quantenüberlagerung oder Quantenverschränkung als Ressource.
In ihrer neuen Position als Nachwuchsgruppenleiterin ist Dr. Raissi sehr dankbar für die Unabhängigkeit in ihrer Forschung und die vielfältigen Möglichkeiten, die ihr in dieser Position gegeben werden. Außerdem ist sie sehr offen für Kooperationen mit anderen Fachgruppen des Instituts und freut sich neben der Forschung auch auf die Lehre. „I would like to focus on bridging the gap between abstract theory and experimental reality. Most of the basic principles underlying quantum information technologies are well understood at this point, and the central challenge now is to determine how real physical systems can be identified and developed to realize these technologies“, so Dr. Raissi. Darüber hinaus sieht sie diesen Abschnitt in ihrer akademischen Karriere auch als vielversprechende Herausforderung, sich als Wissenschaftlerin etablieren zu können.
Die Nachwuchsgruppenleitung bietet Forschenden die Möglichkeit, eigenständig eine Arbeitsgruppe zu leiten und die eigenen Forschungsschwerpunkte zu vertiefen.
Wir wünschen Dr. Zahra Raissi einen guten Start als Nachwuchsgruppenleiterin im Institut für Informatik an der Universität Paderborn.
