Die Wechselwirkung von Licht und Materie unter extrem kontrollierten Bedingungen ist das gemeinsame Kennzeichen der fünf wissenschaftlichen Abteilungen am Max-Planck-Institut für Quantenoptik. Der kontrollierte Einfang einzelner Photonen und Atome und ihre Wechselwirkung miteinander stehen im Zentrum der Abteilung Quantendynamik, die damit den Grundstein für zukünftige Quantencomputer legt. Wissenschaftler der Abteilung Theorie entwickeln Konzepte, die auf Quantenbits gespeicherten Informationen zu übertragen und gegebenenfalls absolut abhörsicher zu verschlüsseln. In der Abteilung Quanten-Vielteilchensysteme dagegen werden die ungewöhnlichen Eigenschaften erforscht, die ultrakalte Quantengase bei extrem tiefen Temperaturen annehmen. Das Labor für Attosekundenphysik erzeugt die kürzesten Lichtblitze der Welt, mit denen sich quantenmechanische Prozesse in Echtzeit beobachten lassen. Des Weiteren werden hier mit Hilfe von Hochleistungslasern neuartige Strahlungsquellen für die medizinische Diagnostik und Therapie entwickelt. Die Emeritus-Gruppe Laserspektroskopie schließlich befasst sich mit der hochpräzisen Vermessung der Spektrallinien von Wasserstoff, die unter anderem Rückschlüsse auf die Gültigkeit der Naturkonstanten zulässt.