Caroline de Groot: Grundlegende Eigenschaften von SPT-Phasen entdeckt

Die Theoretikerin untersuchte symmetriegeschützte topologische Phasen und deckte dabei einige wesentliche Eigenschaften auf. Die Ergebnisse können künftig helfen, SPT-Phasen in offenen Systemen besser zu verstehen.

15. Mai 2023

Caroline de Groot absolvierte ihre Doktorarbeit in der Theorie-Abteilung des MPQ. Ihr Forschungsprojekt, das von Norbert Schuch betreut wurde, befindet sich an der Schnittstelle von Quanteninformation und Quanten-Vielteilchensysteme. Konkret untersuchte sie, wie symmetriegeschützte topologische (SPT) Phasen durch eine verrauschte Umgebung beeinflusst werden. Seit ihrem Abschluss arbeitet Caroline de Groot als Quanten-Software-Ingenieurin bei Pasqal. Herzlichen Glückwunsch!

In ihrem Forschungsprojekt untersuchte Caroline de Groot, wie bestimmte exotische Quantenphasen der Materie – die man allgemein auch als topologische Phasen bezeichnet – von einer verrauschten Umgebung beeinflusst werden. Im Fokus ihrer Arbeit stand dabei eine Klasse topologischer Phasen, in denen zusätzlich Symmetrie enthalten ist. Die Theoretikerin entdeckte mit ihren Untersuchungen einige elementare Eigenschaften auf – die Ergebnisse geben vor allem Aufschluss darüber, wie sich die Wechselwirkung eines Systems (in einer bestimmten Phase) mit seiner Umgebung auf seine grundlegenden Eigenschaften auswirkt.

Den Rahmen von Caroline de Groots Forschung bildeten sogenannte Tensor-Netzwerke. Dabei handelt es sich um ein nützliches theoretisches Werkzeug, mit dem sich mehrere besondere Eigenschaften von topologischen Phasen analytisch und numerisch untersuchen lassen – dazu zählen zum Beispiel Verschränkung oder bestimmte Strukturen, die mit Verschränkung zusammenhängen, aber auch charakteristische Ordnungsparameter, mit denen man eine Phase eindeutig definieren kann.

Caroline de Groot bewies mit ihrer Arbeit, dass symmetriegeschützte topologische Phasen ein gewisses Maß an "geschützter" Verschränkung aufweisen. Zudem zeigte sie, dass SPT-Phasen nur in offenen Systemen, die starken Symmetrien unterliegen, robust sein können. Diese Erkenntnisse sind wichtig und bilden ein geeignetes Grundgerüst, um symmetriegeschützte topologische Phasen für gemischte Zustände künftig näher zu untersuchen. Caroline de Groots Forschung ist damit ein erster Schritt, um SPT-Phasen in offenen Systemen ganzheitlich zu verstehen.

Hier erzählt Dr. Caroline de Groot, wie man während seiner Dissertation Inspiration findet, erfolgreich Blockaden löst und gesund bleibt. Das Video ist Teil einer Serie von MCQST, in der Alumni und Alumnae  Tipps und Hinweise zum Thema Promotion teilen.

PhD Survival Tips - #1 Caroline de Groot

Hier erzählt Dr. Caroline de Groot, wie man während seiner Dissertation Inspiration findet, erfolgreich Blockaden löst und gesund bleibt. Das Video ist Teil einer Serie von MCQST, in der Alumni und Alumnae  Tipps und Hinweise zum Thema Promotion teilen.
https://www.youtube.com/watch?v=40-OzNRvEQY

Auch abseits ihrer Forschung hat Caroline de Groot ihre Zeit am MPQ genossen, sowohl wegen der Menschen als auch der Erfahrungen, die sie sammeln durfte: "Ich habe hier lebenslange Freundschaften geschlossen und viele gemeinsame Abendessen, WG-Momente und Unterstützung bei lernintensiven Wochenenden erlebt", erklärt sie. Zu den besonders unvergesslichen Momenten ihrer Doktorandenzeit gehören eine Karaoke-Party in der h-Bar des MPQ und die Leitung eines Salsa- und Swing-Tanzworkshops auf einer Konferenz in Benasque.

What’s next?

Caroline hat im Dezember 2022 eine Stelle als Quanten-Software-Ingenieurin bei der Firma Pasqal in Paris angetreten. Ihr Schwerpunkt liegt auf der Simulation von Quantendynamik und Quantenschaltungen, wo sie ihr Wissen über Quantencomputing und Tensor-Netzwerken nun sehr gut einsetzen kann.

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