Большинство современных квантово-информационных систем основаны на высокоточных манипуляциях с атомами или ионами в холодных ансамблях и предлагают в будущем гигантский потенциал в области компьютерных технологий. В физическом институте Хайдельбергского университета разработаны различные способы контроля приготовления и обработки информации в квантовых системах, таких как отдельные атомы в магнито-оптических ловушках, большие ансамбли внутри конденсатов Бозе-Эйнштейна (Bose-Einstein Condensates, BEC) и так называемые AtomChips с участием тонких квантовых проволочных структур. Подобные квантовые системы были успешно испытаны на кубит операции и обработку шлюзов, а также в сценариях квантовой коммуникации. Нашей целью является полный контроль надо всеми свойствами отдельных компонентов больших ансамблей, а также минимизация потерь квантовой когерентности. В частности, существует очевидная потребность в расширении квантового режима на более крупные системы, чтобы применять квантовые вычисления к сложным системам, типа современных классических компьютеров, но гораздо более быстро и эффективно. Передовые теоретические методы описания коррелированной ультра-холодной многоатомной квантовой динамики продолжают непрерывно совершенствоваться. Одним из вариантов развития здесь представляется разработка динамической мезоскопической среды с нейтральными атомами для обработки квантовой информации.
