13 Stellen - Wiss. Mitarbeiter*in (Post Doc) (d/m/w) - Entgeltgruppe 13 TV-L Berliner Hochschulen - 2. Qualifizierungsphase (zur Habilitation)

Die Berliner Quanteninitiative (BQ) ist Teil der Berliner Universitätsallianz. Sie bündelt die Kompetenzen der Berliner Universitäten und Forschungseinrichtungen in den photonischen Quantentechnologien. BQ initiiert und baut Kooperationen zwischen Wissenschaft und Wirtschaft aus, um ein national und international wettbewerbsfähiges Ökosystem für Quantentechnologien zu schaffen. Ziel ist es, sowohl die Quantengrundlagenforschung als auch den Transfer von Quantentechnologien in die Praxis zu stärken.

Für die insgesamt 13 ausgeschriebenen Post-Doc Stellen gibt es die im Folgenden aufgeführten siebzehn Projektvorschläge an den genannten Einrichtungen, auf die sich Interessierte bewerben können. Im Falle einer Bewerbung geben Sie bitte das Projekt an, auf welches sich Ihre Bewerbung bezieht. Bewerbungen auf mehrere Projekte sind möglich (bis zu drei), wobei für den Projektwunsch eine Priorisierung (Platz 1, 2 usw.) in den Bewerbungsunterlagen angegeben werden muss.

Die Stellen beinhalten Lehrverpflichtungen.

Generating non-classical states with a quantum memory (P1)
In this experimental project single photons stored in an atomic quantum memory are added to classical light to generate non-Gaussian states for quantum information processing. An existing room-temperature Cs EIT memory must be modified for photon-adding and partial storage sequences. Ideally, a theoretical description should be developed as well. [project description P1].
For further information please contact Oliver Benson (HU Berlin) (email:oliver.benson@physik.hu-berlin.de, phone: +49 30 2093 82300).

Controlling quantum states of light via reservoir engineering (Theory) (P2)
We will theoretically explore the controlled preparation of collective quantum states of light using engineered reservoirs of driven-dissipative (artificial) atoms. A particular focus will lie on optical fiber systems realized in the Rauschenbeutel lab, with whom a collaboration is planned [project description P2].
For further information please contact André Eckardt (TU Berlin) (email: eckardt@tu-berlin.de, phone: +49 30 314 23034).

Ultra-precisely verifying quantum devices (P3)
This project sets out to develop novel tools for benchmarking and verification, based on notions of cross-device benchmarking and randomized measurements. The project is mathematically minded and makes use of sophisticated tools, but at the same time respects desiderata arising from experimental implementations [project description P3].
For further information please contact Jens Eisert (FU Berlin) (email: qmio-office@physik.fu-berlin.de).

Quantum state engineering in van der Waals heterostructures (P4)
The project will investigate the dynamics of excited states in engineered van der Waals heterostructures by means of multidimensional photoemission spectroscopy. This study would on one hand shed light on the many-body microscopic interactions governing the quantum state of the material, and additionally aim at a controlled tailoring of quantum Hamiltonians in solid-state systems. [project description P4].
For further information please contact Ralph Ernstorfer (TU Berlin) (email: ernstorfer@tu-berlin.de, phone: +49 30 314-25496).

Exploiting High-Dimensional Entanglement for Quantum Networking (P5)
In the Quantum Communication Systems group led by Dr. Tobias Heindel, this project aims at the exploitation of high-dimensional entanglement from solid-state quantum light sources for applications in quantum networking. You will work on quantum optics in the solid-state using semiconductor quantum dot devices and the implementation of suitable quantum communication protocols. [project description P5].
For further information please contact Tobias Heindel (TU Berlin, IFKP) (email: tobias.heindel@tu-berlin.de).

Taming quantum fluctuation-induced phenomena (P6)
The objective of this project is to explore quantum fluctuation-induced phenomena through a blend of theoretical and computational analyses. The aim is to understand and harness these phenomena for various applications in quantum technologies. Special attention is devoted to Kasimir forces, investigating their ePects on systems involving atoms close to macroscopic structures, as well as on nanodevices like NEMS and MEMS. [project description P6].
For further information please contact: Francesco Intravaia (email: francesco.intravaia@physik.hu-berlin.de, phone: +49 (0)30-2093-82457) and Kurt Busch (kurt.busch@physik.hu-berlin.de).

Realizing holographic codes on quantum devices (P7)
The goal of this project is to identify instances of holographic quantum error-correcting codes that are suitable for current and near-term quantum devices, as well as developing the necessary theoretical tools for their implementation, working in collaboration with both theoretical and applied groups [project description P7].
For further information please contact Alexander Jahn (FU Berlin) (email: a.jahn@fu-berlin.de, phone: +49 30 838 64611).

Control of quantum reservoir engineering for robust state preparation (P8)
In adiabatic master equations, the jump operators become dependent on external drives of the system. The goal of this project is to understand this dependence and use it to derive robust protocols to prepare useful quantum states, such as entangled states or squeezed states [project description P8].
For further information please contact Christiane Koch (FU Berlin) (christiane.koch@fu-berlin.de:, phone:+49 30838-67459).

Efficient Tomography for Quantum Information Processing (P9)
We address the challenge of growing complexity in quantum circuits by developing and implementing efficient schemes for tomography and state characterization. Central element of this project is a multiplexed photon source and a programmable integrated photonic circuit to test and tailor the schemes towards experimental requirements. [project description P9.]
For further information please contact Jasmin Meinecke (TU Berlin) (jasmin.meinecke@tu.berlin.de, phone: +49 (0)30-314-79278).

Delegated Quantum Computation in realistic environment (P10)
The project will explore how delegated quantum computation can be done securely and eKiciently in near-term quantum devices. Different possibilities for implementations will be explored and optimization of the necessary resources will be examined [project description P10].
For further information please contact Anna Pappa (TU Berlin) (email: anna.pappa@tu-berlin.de, phone: +491771914687).

Quantum Sensing with Many Undetected Photons (P11)
Quantum sensing with undetected photons is an emerging technique facilitating sensing with under-explored wavelengths like mid- and far-infrared. This project aims to extend this technique to the many-photon regime, enabling the exploration of uniquely quantum phenomena including super-sensitivity and loss-tolerance. [project description P11].
For further information please contact Sven Ramelow (HU Berlin) (sven.ramelow@physik.hu-berlin.de).

Narrowband photon pair source based on nonlinear photon transport (P12)
This project sets out to develop a practical source of narrowband entangled photon pairs based on the nonlinear transport of laser light through an atomic vapor. It is an experimental physics project aimed at creating new state-of-the-art quantum light sources for atom-based quantum applications.
[project description P12].
For further information please contact Arno Rauschenbeutel (HU Berlin) (arno.rauschenbeutel@hu-berlin.de: phone:+49 (0)30 2093 82152).

Scalable Quantum Photonic Circuits based on On-Demand Quantum Emitters (P13)
This project focuses on creating fully operational integrated quantum photonics circuits utilizing high-quality semiconductor quantum dots. The objective is to establish a scalable framework for quantum circuits using quantum dots as single-photon emitters, showcasing quantum functionality via CNOT gates and entanglement purification, with plans to scale up for 2D photonic cluster state generation for fault-tolerant quantum computing [project description P13].
For further information please contact Stephan Reitzenstein (TU Berlin) (stephan.reitzenstein@physik.tuberlin.de, phone:+49 (0)30 314 79704).

Digital and analog simulation of many-body dynamics (P 14)
This theory project investigates quantum algorithms for many-body quantum dynamics that are individually designed for different hardware architectures ranging from qubit- or qudit-based quantum computers to ultracoldatom based quantum simulators; considering also the influence of noise. [project description P14].
For further information please contact Alejandro Saenz (HU Berlin) (email: alejandro.saenz@physik.hu-berlin.de, phone: +49 (0)30-2093-82041).

Quantum Photonic Integrated Circuits for Information Processing (P 15)
Together with local partners, the Integrated Quantum Photonics Group at Humboldt University has recently developed a novel hybrid Diamond-AlGaN photonic platform. The project aims to use this platform for on-chip operations of single and entangled photon states to implement photonic quantum gates as required in so-called one-way quantum information processing [project description P15].
For further information please contact Tim Schröder (HU Berlin) (email: tim.schroeder@physik.hu-berlin.de, phone: +49 30 2093 82140)

Optimization-Driven Quantum Circuit Decomposition (OptQCD) (P 16)
This project sets out to develop a novel set of algorithms to perform quantum circuit decomposition using tools from nonlinear optimization and tensor decomposition. It is mathematically driven with a strong focus on cutting edge numerical techniques. [project description P16].
For further information please contact Patrick Gelß (ZIB) (email: gelss@zib.de, phone: +49 30 84185-285).

Quantum-enhanced sensing using open quantum systems (P 17)
The project develops protocols that result in highly entangled steady states of an open quantum many-body system and investigates their use as quantum sensors. Experimental platforms that are being targeted range from Rydberg atoms to trapped ions. [project description P17].
For further information please contact Hendrik Weimer (TU Berlin) (email:weimer@tu-berlin.de, phone: +49-30-314-77032.

Erfolgreiche Bewerber*innen verfügen über ein abgeschlossenes wissenschaftliches Hochschulstudium (Master, Diplom oder äquivalent) in Physik oder verwandten Fächern sowie eine Promotion (Nachweis über den Doktortitel oder gleichwertigen Abschluss ist zum Zeitpunkt des Dienstantritts erforderlich.) und bereits Erfahrungen in den genannten Arbeitsbereichen. Detaillierte Projektbeschreibungen und Anforderungen für jede Stelle finden Sie unter (https://blogs.tu-berlin.de/nlo_berlinquantumpostdocfellows/). Erwartet werden eine hohe Motivation für innovative Ansätze und Forschungsfragen der Quantenphotonik, Quantentechnologie und Nanotechnologie, besondere wissenschaftliche, oder technologische oder akademische Leistungen, belegt durch Publikationen, Experimentalerfahrung im Labor oder Erfahrung in der Lehre, Kommunikations- und Teamfähigkeit. Erfahrungen in der interdisziplinären Zusammenarbeit in Forschungsprojekten und im Projektmanagement sind erwünscht. Für alle Stellen wird die Fähigkeit zum Unterrichten in deutscher und/oder in englischer Sprache vorausgesetzt; Bereitschaft, die jeweils fehlenden Sprachkenntnisse zu erwerben.

Projektspezifisch weitere erwartete Qualifikationen nach Projektnummer:
P(1): Die Bewerber*innen sollten über Erfahrungen (vorwiegend experimentell, aber idealerweise auch theoretisch) mit kohärenter Atom-Photonen-Wechselwirkung, Alkaliatomen, Erzeugung und Nachweis von nicht-klassischem Licht und lichtleitenden Strukturen verfügen.
P(5): Erforderlich sind umfassende Kenntnisse und mehrjährige praktische Erfahrungen in quantenoptischen Experimenten, belegt durch mehrere wissenschaftliche Veröffentlichungen, sowie fortgeschrittene Grundkenntnisse auf dem Gebiet der Quanteninformation und -kommunikation. Praktische Erfahrungen in der Programmierung mit LabView (oder ähnlicher Software) sowie im Umgang mit geschlossenen Kryostaten und supraleitenden Einzelphotonendetektoren sind wünschenswert.
P(6): Gute Kenntnisse und Interesse an der theoretischen Physik; gute mathematische Fähigkeiten und gute Kenntnisse von Programmiersprachen (z. B. C++, Python, Julia).
P(7): Gute Kenntnisse der Theorie der Quantenberechnung und der Quantenfehlerkorrektur.
P(8): Ausgezeichnete Kenntnisse der Theorie offener Quantensysteme. Wünschenswert ist ein Hintergrund in theoretischer Quantenoptik.
P(10): Erfahrung mit Quantencomputern und sicherer Quantenkommunikation.
P(11): Experimentelle Erfahrung mit spontaner parametrischer Abwärtsumwandlung sehr erwünscht.
P(13): Erfahrung in der Herstellung und experimentellen Untersuchung von nanophotonischen Quantenbauelementen und/oder Quantenschaltungen ist wünschenswert. Darüber hinaus sind fundierte Kenntnisse in der optischen und quantenoptischen Charakterisierung solcher Bauelemente hilfreich.
P(14): Erfahrung im Programmieren.
P(15): Promotion in Physik mit Schwerpunkt Quantenphotonik, Entwurf und Herstellung integrierter Bauelemente und COMSOL-Simulationen. Berufserfahrung an der Schnittstelle von Wissenschaft und Technologie, Innovationsfähigkeit (z. B. patentierte Ideen). Kenntnisse im Entwurf und in der Herstellung von III-VBauelementen sowie in der Charakterisierung optoelektronischer Bauelemente. Kenntnisse in Matlab, C++ und Python. Fähigkeit zur interdisziplinären Zusammenarbeit. Kreativ, innovativ, versiert in der Problemlösung. Ehrgeizig und zielstrebig, offen für neue Herausforderungen. Ausgezeichnetes Englisch (C1).
P(16): Kenntnisse in nichtlinearer Optimierung und numerischen Optimierungsverfahren sowie ein starkes Interesse an innovativen Ansätzen und Forschungsfragen im Bereich Quantencomputing, Quantensimulation und Quanteninformation.
P(17): Bereits theoretische Erfahrungen in mindestens einem der Bereiche Quantenvielteilchenphysik, Quantensensorik und/oder offene Quantensysteme sowie gute numerische Fähigkeiten.

Bitte senden Sie Ihre Bewerbung mit der Referenznummer und den erforderlichen Unterlagen per E-Mail (in einer pdf-Datei, max. 5 MB) an die Geschäftsstelle Berlin Quantum an der TU Berlin: berlinquantum@physik.tu-berlin.de.

Für die Bewerbung sind folgende Unterlagen erforderlich:
Lebenslauf mit Publikationsliste, Konferenzbeiträgen und Auszeichnungen (entsprechend BQ CV Template: (https://blogs.tu-berlin.de/nlo_berlinquantumpostdocfellows/cv-template/), ein Motivationsschreiben; die Bachelorurkunde und das Bachelorzeugnis, die Masterurkunde und das Masterzeugnis (Transcript of Records) bzw. eine Notenübersicht, die Doktorandenurkunde, falls diese bereits vorhanden ist, ein Empfehlungsschreiben (darf nicht von einem der oben in den Projektbeschreibungen genannten PIs eingereicht werden), direkt an die BQ-Verwaltung: berlinquantum@physik.tu-berlin.de senden), maximal zwei Namen (und E-Mail-Adressen) von Personen, die von der BQ für ein weiteres Empfehlungsschreiben direkt kontaktiert werden können; die Doktorarbeit (als Link oder pdf)

Mit der Abgabe einer Onlinebewerbung geben Sie als Bewerber*in Ihr Einverständnis, dass Ihre Daten elektronisch verarbeitet und gespeichert werden. Wir weisen darauf hin, dass bei ungeschützter Übersendung Ihrer Bewerbung auf elektronischem Wege keine Gewähr für die Sicherheit übermittelter persönlicher Daten übernommen werden kann. Datenschutzrechtliche Hinweise zur Verarbeitung Ihrer Daten gem. DSGVO finden Sie auf der Webseite der Personalabteilung: https://www.abt2-t.tu-berlin.de/menue/themen_a_z/datenschutzerklaerung/ .

Zur Wahrung der Chancengleichheit zwischen Frauen und Männern sind Bewerbungen von Frauen mit der jeweiligen Qualifikation ausdrücklich erwünscht. Schwerbehinderte werden bei gleicher Eignung bevorzugt berücksichtigt. Die TU Berlin, die Humboldt-Universität zu Berlin und die Freie
Universität Berlin schätzen die Vielfalt ihrer Mitglieder und verfolgen die Ziele der Chancengleichheit.

Postanschrift: Anja Meyer do Nascimento Pereira (BOS.QT), TU Berlin, IOAP ER 1-1, Str. des 17. Juni 135, D-10623 Berlin