Research

Forschungsschwerpunkte: Nanooptik und Mikroskopie, optische Kommunikation und Quanteninformationsverarbeitung mit Licht

Gerd Leuchs ist Physiker. Die Schwerpunkte seiner Forschung sind Nanooptik, Mikroskopie, optische Kommunikation und Quanteninformationsverarbeitung mit Licht. Er entwickelt neue Kryptographiemethoden für sichere Datenübertragungen.

Gerd Leuchs arbeitet mit dem Teleportieren von Quanten. Dabei werden mithilfe von Lichtstrahlen Informationen übertragen. Das Besondere an diesen Quanteninformationen ist, dass die verschlüsselten Nachrichten nicht unbemerkt abgehört oder entschlüsselt werden können. Quantenmessungen erzeugen außerdem echte Zufallszahlen, die nicht vorausgesagt werden können.

Bisher werden Quantenzustände jedoch immer nur über ein Medium ausgetauscht – über Lasersignale durch Glasfasern, über Satelliten oder elektronische Datenübertragung. In Zusammenarbeit mit anderen Fachbereichen entwickelt Gerd Leuchs die technischen Voraussetzungen, damit die Daten das Medium wechseln können. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler wollen ein Netz für die Quantenkommunikation bauen.

In früheren Arbeiten hat sich Gerd Leuchs mit Atomspektroskopie, Laserphysik und nicht-klassischen, gequetschten Licht-Zuständen für hochpräzise Messungen beschäftigt. Während seiner Zeit in der Wirtschaft hat er Mikrofilm-Scanner und Laser-Interferometer für die Qualitätskontrolle im Maschinenbau entwickelt.

Im digitalen Zeitalter sind Gesellschaft, Wirtschaft und Industrie auf eine sichere Kommunikation angewiesen, da Bankinformationen, Medizindaten oder Daten aus der Energietechnik möglichst sicher ausgetauscht werden. An den dafür notwendigen Verschlüsselungstechniken forscht Gerd Leuchs, er entwickelt mithilfe der Quantenphysik neue, abhörsichere Datenübertragungen.

Career

• seit 2009 Direktor, Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts, Erlangen
• 2003-2009 Leiter, Max-Planck-Forschungsgruppe für Optik, Information und Photonik, Friedrich-Alexander-Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg
• seit 1994 Professor für Physik, Physikalisches Institut, FAU Erlangen-Nürnberg
• 1986-1994 Privatdozent, Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München
• 1989-1994 Technischer Leiter, Nanomach AG, St. Gallen, Schweiz
• 1985-1989 Leiter, Forschungsgruppen, Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Garching
• 1983-1984 Fellow, Joint Institute for Laboratory Astrophysics, Colorado, USA
• 1982 Habilitation, LMU München
• 1980-1981 Visiting Fellow, Joint Institute for Laboratory Astrophysics, Colorado, USA
• 1978 Promotion, LMU München
• 1975-1978 Assistent, Fachbereich Physik, LMU München
• 1970-1975 Studium der Physik und Mathematik, Universität zu Köln

Functions

• 2016-2024 Obmann der Sektion Physik der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina

Projects

• 2008 Projekt „Lasersystem zur Untersuchung der Dynamik eines Zwei-Niveau-Atoms“, Forschungsgroßgeräte, DFG
• 2004-2007 Teilprojekt „Quantendynamik in dissipativen und diskreten Systemen“, Forschungsgruppe (FOR) 532, DFG
• 2003-2007 Koordinator, Teilprojekt „Quanten-Informationsverarbeitung“, Schwerpunktprogramm (SPP) 1078, DFG
• 2000-2005 Teilprojekt „Faseroptisches Intensitätsfilter zur Rauschunterdrückung und Pulsstabilisierung in der Hochbitraten-Übertragung“, SPP 1058, DFG
• 1999-2007 Teilprojekt „Entanglement of optical solitons and quantum networking“, SPP 1078, DFG
• 1999-2005 Sprecher, SPP 1078 „Quanten-Informationsverarbeitung“, DFG
• 1995-2002 Beteiligter Wissenschaftler, Teilprojekt „Robustes, bildgebendes, absolut messendes Interferometer (BAMI) als 3D-Sensor mit großer Höhenauflösung und Messdistanz und hoher Datenrate“, SPP 735, DFG

Honours and Memberships

• 2018 Mitglied, American Association for the Advancement of Science, USA
• 2018 Bayerischer Maximiliansorden für Wissenschaft und Kunst, Freistaat Bayern
• 2018 Herbert-Walther-Preis, Deutsche Physikalische Gesellschaft
• 2017 Julius von Haast Fellowship Award, Royal Society of New Zealand, Neuseeland
• 2012 Verdienstkreuz 1. Klasse, Bundesrepublik Deutschland
• seit 2005 Mitglied, Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina
• 2005 Quantum Electronics and Optics Prize, European Physical Society
• 1983-1984 Heisenberg-Stipendium, DFG