Bachelor- und Masterarbeiten

 

Experimentell Simulation und Modellierung Theorie

 

Experimentell

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Zusätzlich zu den ausgeschriebenen Projekten freuen wir uns immer sehr über Initiativbewerbungen. Bitte kontaktieren Sie hierzu den Gruppenleiter, mit dem Sie arbeiten möchten, um mögliche Projekte zu besprechen.

  Elektronenmikroskopaufnahme des QuBus Inga Seidler

M.Sc.-Arbeit Fabrikation und Charakterisierung eines Quantum-Bus in Silizium

In diesem Projekt werden Sie einen Elektronspin Quantum-Bus mit Elektronenstrahllitographie an der HNF (FZ Jülich) fabrizieren und bei 10 mK in Transportexperimenten an unserem Institut charakterisieren. Als ersten Schritt werden die Ein-Elektrontransistoren am Ende des QuBus und die Isolation der metallischen Gatter gestestet bevor einzelne Elektronen durch den Bus tranportiert werden können.

Projektbeschreibung (PDF) Kontakt: Lars Schreiber

  Elektronenmikroskopaufnahme der Gatterstruktur eines Doppelquantenpunkts Tim Leonhardt

M.Sc.-Arbeit: Detektion und Manipulation von Qubits in Silizium mit hoher Fidelität

In diesem Projekt werden Sie einen Doppelquantenpunkt in isotopenreinen 28Si mit Elektronenstrahllitographie an der HNF (FZ Jülich) fabrizieren und bei 10 mK in Aachener Transportexperimenten charakterisieren. In 28Si Dephasierung durch Kernspins ist unterdrückt. Ein neuartiger asymmetrischer Ladungssensor soll den Spannungsausgang des Einelektrontrabsistors so erhöhren, dass einzelne Elektronen zuverlässiger detektiert werden können.

Projektbeschreibung (PDF) Kontakt: Lars Schreiber

  Schema eines Doppelquantenpunktes in ZnSe Lars Schreiber

M.Sc.-Arbeit: Richtung Elektronenspin Quantenbits in ZnSe

ZnSe hat ideale Eigenschaften in Hinblick auf Quantumcomputer mit Elektronenspins als Qubits. Bisher jedoch wurde es für diesen Zweck noch nicht näher untersucht. In enger Zusammenarbeit mit Alex Pawlis (FZ Jülich), der Experte im Wachstum von (Zn,Mg)Se Schichten ist, werden Sie elektrische Kontakte auf (Zn,Mg)Se fabrizieren und die Qualität der Heterostrukturen bei 1 K elektrisch messen.

Projektbeschreibung (PDF) Kontakt: Lars Schreiber

  Typical spectra of an InAs quantum dot Kardynal

B.Sc.-Arbeit Dark-field microscopy for resonant excitation of self-assembled quantum dots

In this project, you will develop dark-field optical microscopy setup based on polarization optics. You will use it to characterise properties of the InAs quantum dots under resonant excitation. To achieve this goal you will add the polarization optics in the existing micro-photoluminescence setup and develop an algorithm to align it for a maximum signal to background ratio.
Projektbeschreibung (PDF)

 


 

Simulation und Modellierung

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Zusätzlich zu den ausgeschriebenen Projekten freuen wir uns immer sehr über Initiativbewerbungen. Bitte kontaktieren Sie hierzu den Gruppenleiter, mit dem Sie arbeiten möchten, um mögliche Projekte zu besprechen.

 


 

Theorie

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Zusätzlich zu den ausgeschriebenen Projekten freuen wir uns immer sehr über Initiativbewerbungen. Bitte kontaktieren Sie hierzu den Gruppenleiter, mit dem Sie arbeiten möchten, um mögliche Projekte zu besprechen.

  Schema zur Illustration des Hall Effekts David DiVincenzo

B.Sc.-Arbeit Hall Effect Gyrator

This work will continue recent investigations in our group on the action of an essential component in quantum microwave science, the gyrator. Here you will do calculations of the real-time propagation of electromagnetic fields in this device. Contact: David DiVincenzo

  Qubit-Heterostruktur Pascal Cerfontaine

B.Sc.-Arbeit Improved Quantum Dot Qubits

In this project you will explore theoretically variants of the semiconductor quantum dot to perform quantum gate fidelity and readout. There will be an emphasis on tailoring the spin-orbit action to achieve optimal performance, and on varying the electron number and confinement strength. Contact: David DiVincenzo

  Flux Qubit Gianluigi Catelani

B.Sc. and M.Sc. Projects Superconducting Qubits

In these projects you will study theoretically some basic properties (energy levels, wave functions, matrix elements) of superconducting qubits such as the fluxonium and the flux qubit. These properties can be accurately calculated numerically in most cases, especially if the problem reduces to that of a quantum particle in a one-dimensional potential. The goal here is to construct an approximate but accurate analytical solution to such a quantum-mechanical problem, using perturbation theory, the WKB approximation, etc. For a B.Sc. project, a symmetric double-well potential will be analyzed. Extension of the results to asymmetric potentials, and to two- or three-dimensional problems, can be considered for a M.Sc. project. Contact: Gianluigi Catelani (g.catelani@fz-juelich.de)

 

M.Sc.-Arbeit Multi-Qubit Gates for Superconducting Transmon Qubits

This project is a continuation of the MSc project by Susanne Richer and involves the proposal and analysis of high-fidelity multi-qubit gates for superconducting transmon qubits. We will seek a generalization of a CPHASE gate enacted by adiabatic modifications of the multi-level transmon qubit Hamiltonian and microwave-activated gates such as the Cross-Resonance gate. Contact: Prof. Terhal, terhal@physik.rwth-aachen.de

  Beispielbild Arbeit B.M. Terhal

M.Sc. Project Perturbative Gadgets in Quantum Computation

Perturbative gadgets are mathematical tools based on non-degenerate perturbation theory to determine a, so-called, simulator Hamiltonian whose low-energy effective physics is that of a, often more involved, target Hamiltonian. Their use in complexity theory and (adiabatic) quantum computation is to show that there are equivalence relations between classes of Hamiltonians such that one Hamiltonian can be used to simulate another one. Gadgets can be defined using self-energy expansion or Schrieffer-Wolff perturbation theory. The aim of this project is (1) to create an on-line dictionary of the known (growing) list of gadgets and (2) to develop Schrieffer-Wolff based 'precision-tolerant' gadgets. For an introduction to perturbative gadgets one can read this overview article.

Prerequisite: Interest and ability in rigorous mathematical physics. Contact: Prof. Terhal