La plupart des systèmes d'information quantique se basent sur la manipulation d'atomes ou d'ions dans des ensembles froids, avec une précision extrême, offrant un potentiel futur inimaginable pour la technologie d'information. Au Physikalisches Institut de l'Université de Heidelberg, différents moyens de préparer et de traiter l'information d'une manière contrôlée à l'aide de systèmes quantiques ont été mis en place. Cela comprend des atomes simples dans des pièges magnéto-optiques, de larges ensembles dans des condensats de Bose-Einstein et des AtomChips impliquant des structures composées de minces fils quantiques. De tels systèmes quantiques ont été testés avec succès pour les opérations de qubit, le traitement par les portes logiques ainsi que les scénarios de communication quantique. Un contrôle absolu de toutes les propriétés des constituants individuels de larges ensembles est recherché ainsi qu'une minimisation de la perte en cohérence quantique. Il existe tout particulièrement une forte demande pour appliquer le régime quantique aux systèmes de plus en plus larges, de manière à ce que des ordinateurs quantiques puissent traiter des scénarios complexes égaux à ce que font aujourd'hui les ordinateurs classiques, mais de façon beaucoup plus rapide et efficace. Des méthodes théoriques avancées pour décrire la dynamique quantique ultra-froide et multi-atomes correllée seront également proposées. L'un des buts est de développer un environnement mésoscopique dynamique pour le traitement d'information quantique avec des atomes neutres.
