Quanten-Optoakustik

Forschungsgruppe Birgit Stiller

Willkommen auf der Webseite der Birgit Stiller Forschungsgruppe

In meiner Forschungsgruppe untersuchen wir die Wechselwirkung von Lichtwellen mit Schallwellen. Beide Arten von Wellen sind sehr unterschiedlich: Licht ist viel schneller und kann sich durch den Weltraum bewegen – Schall ist 100.000-mal langsamer und benötigt ein Material wie einen Feststoff, ein Gas oder eine Flüssigkeit, um sich zu bewegen. Unsere Forschung führt zu neuen Arten der Datenverarbeitung mit Schallwellen, Anwendungen für sichere Quantenkommunikation und Speicherung von Lichtinformationen.

Forschung auf einen Blick

Wir sind eine unabhängige Max-Planck-Forschungsgruppe, die zentral von der Max-Planck-Gesellschaft finanziert wird. Wir sind Experimentalphysiker und unser Forschungsinteresse gilt der Quantensignalmanipulation und optischem Rechnen. Unser Forschungsschwerpunkt liegt in der Wechselwirkung von Licht und Schall. Wir nutzen unser Wissen von der nichtlinearen Optik bis zur Quantenkommunikation und von der Faseroptik bis zur integrierten Photonik.

Die Physik der Wechselwirkung optischer Wellen mit akustischen oder mechanischen Schwingungen ist faszinierend, weil sie zwei sehr unterschiedliche Bereiche in Bezug auf Frequenz, Geschwindigkeit, Verlustleistung und andere Eigenschaften miteinander verbindet. Wir erforschen die Wechselwirkung experimentell auf klassischer und Quantenebene mit entsprechend designten mikrostrukturierten Fasern und Wellenleitern, um auf diese Weise Lichtzustände und Quantenzustände zu manipulieren. Es ist unser Ziel, die Wechselwirkung optischer und mechanischer Wellen für Anwendungen in Quantentechnologien und optischen neuronalen Netzen zu nutzen.

 

Unsere aktuellen Forschungsprojekte konzentrieren sich auf folgende Themen:

  • Quantenoptoakustische Wechselwirkungen – Verarbeitung von Quantenzuständen mit akustischen Wellen, Kühlung von Kontinuen akustischer Schwingungen und Verschränkungsschemata
  • Photonisch-phononische Speicherung – Verwendung langsamer Schallwellen zur Pufferung schneller optischer Informationen im klassischen und Quantenbereich
  • Optisches Rechnen mit Schallwellen – neue Bausteine ​​für optische neuronale Netze
  • Twist and Sound – Optoakustik in chiralen photonischen Kristallfasern
  • Thermodynamik und Akustik – Kontrolle der Brillouin-Streuung und Untersuchung der Thermodynamik mit akustischen Wellen
  • Magnon-Phonon-Photon-Wechselwirkungen – Nutzung der starken Magnon-Phonon-Kopplung für Wandleranwendungen

 

Weitere Informationen zu unserer Forschung finden Sie in unseren News und Publikationen.

Bei Interesse an einer Masterarbeit, Doktorarbeit oder Stelle als Post-Doc können Sie uns gerne kontaktieren!

Unser Team

Kontakt

Forschungsgruppe Birgit Stiller

Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts
Staudtstr. 2
91058 Erlangen, Germany

birgit.stiller@mpl.mpg.de

Forschungsgruppenleiterin Prof. Dr. Birgit Stiller

„Es werde Schall! Schallwellen können durch Lichtwellen erzeugt werden und Licht kann durch Schallwellen verändert werden. Die Verbindung beider Wellenarten eröffnet ein überraschend breites Feld interessanter Anwendungen, zum Beispiel für künstliche Intelligenz, und wirft dennoch offene Fragen auf grundlegender Ebene auf!“

 

Birgit Stiller erhält ERC Consolidator Grant für ihr Forschungsprojekt ›Sound-Computing‹

Mit optoakustischen neuronalen Netzwerken zum nächsten Level der Künstlichen Intelligenz (KI). Dieses ambitionierte Ziel verbirgt sich hinter dem Forschungsvorhaben ›SOUND-PC‹, für das Prof. Birgit Stiller, Leiterin der Forschungsgruppen ›Quantenoptoakustik‹ und W3 Professorin an der Leibniz Universität Hannover, den ERC Consolidator Grant eingeworben hat.

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Photonics100 – Birgit Stiller als eine der führenden Pionier*innen in der Photonik geehrt

Kürzlich wurde die Liste der Photonics100 für das Jahr 2025 veröffentlicht. Unter den dort ausgezeichneten Top-Innovator*innen in der Photonik befindet sich Prof. Dr. Birgit Stiller. Sie ist Leiterin der Forschungsgruppe ›Quanten-Optoakustik‹ am Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts (MPL).

 

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MPL-Wissenschaftler*innen finden neuen Weg für Verschränkung von Licht und Ton

Für eine Vielzahl neu entstehender Quantentechnologien, wie etwa die sichere Quantenkommunikation, ist die Quantenverschränkung eine Voraussetzung. Wissenschaftler*innen des MPL haben nun einen besonders effizienten Weg aufgezeigt, wie Photonen mit akustischen Phononen verschränkt werden können. 

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Neuromorphes Rechnen mit Sound

Optische neuronale Netze bieten potentiell die Bewältigung anspruchsvoller Rechenaufgaben. Eine Herausforderung ist die Rekonfigurierbarkeit dieser Netze. Forscher*innen ist es nun gelungen, die Grundlage für neue rekonfigurierbare neuromorphe Bausteine zu legen, indem sie dem photonischen maschinellen Lernen eine neue Dimension hinzufügten: Schallwellen.

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