Physiker:in für Quanteninformationswissenschaft (PhD)

Über die Arbeit

CritPt ist ein öffentlicher Benchmark für physikalische Herausforderungen auf Forschungsniveau, der dazu dient zu prüfen, ob KI-Modelle an der Forschungsfront echtes physikalisches Forschungsdenken leisten können statt Lehrbuchaufgaben zu lösen. Das Benchmark-Paper ist arXiv:2509.26574, und wir empfehlen, es vor der Bewerbung zu lesen. Es zeigt Ihnen schnell, ob Sie diese Arbeit interessiert.

Wir binden Physiker:innen ein, um an physikalischen Problemen auf Forschungsniveau in ihrem eigenen Teilgebiet zu arbeiten. Je nachdem, wohin Ihr Publikationsprofil passt, kann das bedeuten, Probleme zu erstellen, sie zu lösen, abgeschlossene Arbeiten zu begutachten oder zu prüfen. Die konkrete Zuweisung vereinbaren wir mit Ihnen, sobald Sie einem Bereich zugeordnet sind.

Dies ist Arbeit auf Forschungsniveau und keine Massenarbeit. Was auch immer Sie erstellen, muss vollständig genug sein, damit eine andere Spezialistin oder ein anderer Spezialist in Ihrem Teilgebiet es nachvollziehen und unabhängig verifizieren kann; schriftliche Begründung ist daher Teil jeder Zuweisung.

Forschungsbereiche in diesem Panel

Zwölf Bereiche. Wir ordnen eng zu: Sie müssen zu einem dieser spezifischen Phänomene publiziert haben, nicht allgemein im Bereich Quanteninformation. Jeder Bereich listet die Methoden auf, die er erfordert.

1. Verteiltes Quantensensorik und Metrologie mit GHZ-Sonden unter Rauschen: Verteiltes Quantensensorik, Quanten-Fisher-Information, verschränkte Greenberger-Horne-Zeilinger-Sondenzustände, GHZ-diagonale verrauschte Zustände, Lindblad-Mastergleichungen, Multiparameter-Phasenschätzung, Verschränkungsverteilung in Quantennetzwerken.

1. Quantenoptik: Zwei-Moden-Squeezing, SU(1,1)-Interferometrie, Homodyn-Detektion mit Verlust: Optische parametrische Verstärkung, Zwei-Moden-Squeezed-Vakuum, Zwei-Photonen-Formalismus für Seitenbandmoden, Bogoliubov-Transformation von Feldoperatoren, SU(1,1)-nichtlineare Interferometrie, kaskadierte phasensensitive Verstärkung mit Zwischenverlust, balancierte Homodyn-Detektion von Quadratur-Seitenbändern, Strahlteiler-Modell für optischen Verlust und Detektionsineffizienz.

1. Quanten-Shannon-Theorie: Holevo- und zugängliche Information, klassische Kapazität: Holevo-Information, zugängliche Information von Quantenensembles, klassische Kapazität von Quantenkanälen, klassisch-quantische Zustände, von-Neumann-Entropie, Optimalitätsbedingungen für informationsmaximierende Ensembles, konvexe Optimierung über Wahrscheinlichkeitsverteilungen.

1. Holografische Codes und zufällige Tensornetzwerke, Haar-Mittelung über O(N): Nicht-isometrische holografische Codes, Haar-Mittelung über die orthogonale Gruppe, Weingarten-Kalkül, zufällige Tensornetzwerk-Modelle der Holografie, Momente zufälliger linearer Abbildungen, Postselektion auf fiduziale Zustände, Rekonstruktion des Inneren Schwarzer Löcher.

1. Matrixproduktzustände, sequenzielle Erzeugung, holografische Quantensimulation: Matrixproduktzustände, endlich korrelierte Zustände, sequenzielle Erzeugung von Matrixproduktzuständen, isometrische Tensornetzwerk-Schaltkreise, Transfermatrix-Formalismus für Korrelationsfunktionen, exponentieller Abfall der Korrelationen, holografische Quantensimulation, Bond-Dimension und Verschränkungsstruktur.

1. Eigenzustand-zu-Hamiltonian-Konstruktion, Kommutantenalgebren, Bewegungskonstanten: Eigenzustand-zu-Hamiltonian-Konstruktion, symmetrische Hamiltonian-Konstruktion aus Bewegungskonstanten, Quanten-Kovarianzmatrix-Methode, Kommutantenalgebren lokaler Hamiltonian-Familien, Pauli-String-Operatorbasen, Jordan-Wigner-Transformation, exakte Diagonalisierung von Spin-Ketten.

1. Quantenlimitierte Bildgebung und Superauflösung: QFI, räumliche Moden-Demultiplexierung: Quanten-Fisher-Information, Quanten-Cramer-Rao-Schranke, Sudarshan-Glauber-P-Darstellung, Mutual-Coherence-Matrix thermischer Quellen, Punktspreizfunktion und beugungsbegrenzte Bildgebung, Einzelphotonen-Regime schwacher Quellen, räumliche Moden-Demultiplexierung, direkte Bildgebung und Rayleigh-Auflösungsgrenze.

1. Quantenwalks und räumliche Suche auf Graphen, entartete Störungstheorie: Kontinuierlicher Quantenwalk, räumliche Suche auf Graphen, Spektren der Graphen-Adjazenzmatrix, Simplex vollständiger Graphen und abgeschnittene Simplex-Gitter, entartete Störungstheorie, symmetriereduzierte invariante Unterräume, kritische Sprungrate und vermiedene Niveaukreuzung.

1. Quantengrundlagen: Interferenz höherer Ordnung, Sorkin-Parameter, GPTs als Informationsressource: Interferenz höherer Ordnung, Sorkin-Parameter, Mehrpfad-Einzelteilchen-Interferometrie, räumliche Superposition als Informationsressource, generalisierte probabilistische Theorien, klassische Korrelationspolytope, Fingerprinting-Ungleichung, Einzelteilchen-Mehrfachzugriffskanäle.

1. Quantengrundlagen: generalisierte Nichtkontextualität, KCBS, ontologische Modelle: Generalisierte Nichtkontextualität, Kochen-Specker-Kontextualität, KCBS-Ungleichung, nichtkontextuale ontologische Modelle, generalisierte probabilistische Theorien, Simplex-Einbettung, lineare Programmierung für Nichtklassikalität, unscharfe Messungen und POVMs, Robustheit gegenüber weißem Rauschen.

1. Quanten-Shannon-Theorie: private Zustände, Quanten- und private Kapazität, Superaktivierung: Private Zustände und private Bits, Choi-Jamiolkowski-Kanal-Zustands-Dualität, Quantenkapazität und kohärente Information, private Kapazität von Quantenkanälen, Werner-Zustände und Projektionen auf symmetrische Unterräume, degradierbare und antidegradierbare Kanäle, Superadditivität und Superaktivierung der Quantenkapazität, Spin-Alignment-Vermutung.

1. Quantenrelative Entropie, starke Datenverarbeitung, Kontraktionskoeffizienten von Qubit-Kanälen: Quantenrelative Entropie, Datenverarbeitungsungleichung für relative Entropie, Kontraktionskoeffizienten von Quantenkanälen, starke Datenverarbeitungsungleichungen, Qubit-Amplitudendämpfungskanal, monotone Riemannsche Metriken und die Bogoliubov-Kubo-Mori-Metrik, Bloch-Kugel-Darstellung von Qubit-Kanälen, Kontraktionsschranken der Spurdistanz.

Methoden, die wir in Ihren eigenen Publikationen erwarten

Sie sollten auf Ihre eigenen Arbeiten verweisen können, die mindestens eine der folgenden Familien zeigen:

• Entropisch und informationstheoretisch: von-Neumann-Entropie, Holevo-Schranke, kohärente Information, Kontraktionskoeffizienten, Choi-Jamiolkowski-Dualität
• Offene Quantensysteme: Lindblad-Mastergleichungen, Quantenkanäle, degradierbare und antidegradierbare Kanäle, Amplitudendämpfungs- und Dephasierungsmodelle
• Zufallsmatrizen und Haar-Integration: Weingarten-Kalkül, Momente zufälliger linearer Abbildungen, Haar-Mittelung über die orthogonale Gruppe
• Tensornetzwerk: Matrixproduktzustände, Transfermatrix-Formalismus, isometrische Tensornetzwerk-Schaltkreise, exakte Diagonalisierung von Spin-Ketten
• Konvex und geometrisch: konvexe Optimierung über Wahrscheinlichkeitsverteilungen, Simplex-Einbettung, Korrelationspolytope, lineare Programmierung für Nichtklassikalität
• Schätztheorie: Quanten-Fisher-Information, Quanten-Cramer-Rao-Schranken, Multiparameter-Phasenschätzung

Wen wir suchen

Eine Promotion in Quanteninformation, Quantenoptik oder einem eng verwandten Feld. Dies ist eine harte Voraussetzung. Postdoktorand:innen, Forschungswissenschaftler:innen und Nachwuchslehrende passen am besten. Fortgeschrittene Doktorand:innen mit starker Erstautorenschaft sind willkommen, sich zu bewerben.

Publizierte Arbeiten zum oben genannten spezifischen Phänomen, nicht zum benachbarten. Dies ist der häufigste Grund, aus dem wir ansonsten hervorragende Physiker:innen ablehnen. Den informationstheoretischen Werkzeugkasten anderswo angewendet zu haben, reicht nicht aus, wenn Ihre Arbeiten nicht das betreffende Phänomen behandeln.

Ein verifizierbarer Publikationsnachweis. Drei bis fünf repräsentative Arbeiten mit arXiv-IDs oder DOIs, idealerweise aus den letzten fünf Jahren. Erstautorenschaft wird stark bevorzugt. Jede von Ihnen aufgeführte Arbeit wird gegen den öffentlichen Datensatz geprüft.

Arbeitskenntnisse in LaTeX, Python, SymPy und Jupyter. Etwas Vertrautheit mit einer agentischen Programmiererweiterung in VS Code ist nützlich. Lücken hier sind akzeptabel, wenn Sie sie ehrlich angeben.

Englisch auf B2 oder höher, einschließlich schriftlicher Begründung. Ein großer Teil des Mehrwerts, den Sie beitragen, liegt darin, wie klar Sie Ihr Argument darlegen.

Bewerbungsschritte

1. Bewerben Sie sich und füllen Sie das beigefügte Formular aus. Grunddaten, Ausbildung, Forschungserfahrung, Ihre Selbsteinschätzung zu Methoden und bis zu fünf der oben genannten Bereiche, für die Sie am besten passen. Geben Sie für jeden ausgewählten Bereich eine arXiv-ID oder DOI einer eigenen Arbeit als Nachweis an, zusammen mit Ihrer Autorenposition und den Methoden, die sie demonstriert. Eine Auswahl ohne Nachweis wird nicht bewertet.
2. Wir verifizieren Ihre Arbeiten und Autorenschaft gegen den öffentlichen Datensatz.
3. Dann geschieht eines von zwei Dingen. Entweder nehmen wir Sie direkt auf, oder wir laden Sie zu einem kurzen Live-Abgleichsgespräch ein, um den Bereich und die Zuweisung mit Ihnen zu vereinbaren.
4. Eine kurze Bewertung von 30 bis 45 Minuten kann hinzugefügt werden, aber nur, wo wir sie benötigen. Die meisten Bewerber:innen werden keine sehen.

Engagement und Vergütung

10 Stunden pro Woche, kontinuierlich über einen Zeitraum von 8 bis 10 Wochen, mit sofortigem Beginn. Ortsunabhängig und asynchron ohne feste Arbeitszeiten.

$80 bis $110 pro Stunde, festgelegt nach Tiefe der Übereinstimmung im Teilgebiet.