Von 1999 bis zu seiner Emeritierung 2013 war er Universitätsprofessor an derUniversität Wien und Vorstand des Instituts für Experimentalphysik. Von 2006 bis 2009 war er Dekan der Fakultät für Physik der Universität Wien.[5]
Vom 1. Juli 2013 bis zum 30. Juni 2022 war Zeilinger Präsident der Österreichischen Akademie der Wissenschaften.[8][9] Im März 2022 wurdeHeinz Faßmann zu seinem Nachfolger als Präsident der ÖAW ab Juli 2022 gewählt.[10]
Zeilinger wurde besonders durch seine medienwirksamen Experimente zurQuantenteleportation in Innsbruck und Wien bekannt. Dies trug ihm den Spitznamen „Mr. Beam“ ein. Außerdem arbeitet er auf dem Gebiet der Anwendungen derQuantenphysik, insbesondere in den neuen Gebieten derQuanteninformation und derQuantenkryptografie. Sein Hauptinteresse gilt jedoch den Grundlagen der Quantenphysik und ihren Implikationen für das Alltagsverständnis, das auf unseren Erfahrungen beruht.
Zeilinger befasste sich anfangs mit Neutronen-Interferometrie, dem Forschungsfeld seines Lehrers Rauch am Institut Laue-Langevin, beiClifford Shull am MIT und in München. Unter anderem gelang ihm und Rauch der experimentelle Nachweis der Notwendigkeit eines Vorzeichenwechsels der Wellenfunktion für Spin-1/2-Teilchen bei räumlichen Drehungen um 360°. Dieser Vorzeichenwechsel ist eine mathematische Eigenschaft derSpinoren, mit denen der Spin beschrieben wird, und spielt heute eine wichtige Rolle in vielen Protokollen der Quanteninformation.
1997 gelang ihm mit seiner Arbeitsgruppe die erstmalige Demonstration der Quantenteleportation des Zustandes eines unabhängigen Photons.[14]
1989 schlug er mitDaniel Greenberger,Michael Horne undAbner Shimony dasGHZ-Experiment vor zum Ausschließen von Theorien mit verborgenen Variablen.[15] 1999 gelang Zeilinger mit seiner Gruppe die experimentelle Demonstration.[16] Heute sind solche Zustände aus verschiedensten Protokollen der Quanteninformatik und besonders des Quantencomputers nicht mehr wegzudenken. Für sie gibt es in der Literatur daher auch einen eigenenPACS Code. Seit 1998[17] wies er in einer Reihe von zunehmend verfeinerten Experimenten, die signifikante Verletzung derBell-Ungleichung mit photonischen Systemen nach. Unter anderem gehörte ein Experiment seiner Gruppe zu den drei, die 2015 erstmals einen „schlupflochfreienBell-Test“ realisierten.[18][19]
Er entwickelte verschiedene Techniken für dieQuantenverschränkung, wie eine Quelle polarisierter verschränkter Photonen hoher Intensität.[20]
1998 demonstrierte erEntanglement Swapping, die Teleportation von verschränkten Zuständen.[21]
In den 2000er Jahren wandte er sich verstärkt der Quanteninformationstheorie zu. Unter anderem demonstrierte er Konzepte des Einweg-Quantencomputers vonHans J. Briegel undRobert Raussendorf.[22] Schon 1996 demonstrierte erdichte Kodierung (nachCharles H. Bennett undStephen Wiesner) mit zwei verschränkten Zweizustandssystemen in der Quantenkommunikation.[23] Dies war die weltweit erste Anwendung von Verschränkung in einem Informationsprotokoll. Er arbeitet in Zusammenarbeit mit demAustrian Institute of Technology an der kommerziellen Realisierung vonQuantenschlüsselaustausch mit verschränkten Photonen, was er erstmals 1999 demonstrierte.[24]
Er dehnte seine Experimente auch auf die Atomoptik aus und demonstrierte quantenmechanische Interferenzeffekte an großen Molekülen wieBuckyballs.[25] Diese Arbeiten werden jetzt von seinem damaligen Ko-Autor,Markus Arndt, selbständig fortgeführt.
Mitte der 2000er Jahre wandte er sich auch derOptomechanik im Nanobereich zu. Es gelang ihm der erste Nachweis der Kühlung eines nanomechanischen Systems ohne Rückkopplung.[26] Heute werden diese Arbeiten selbständig vonMarkus Aspelmeyer weitergeführt.
2012 stellte er einen Rekord bezüglich der Verschränkung bei hohen Quantenzahlen (in diesem Fall des Bahndrehimpulses von Photonen) auf.[27][28] Es gelang ihm, die Verschränkung eines Drehimpulses von bis zu 300 ħ experimentell nachzuweisen. Diese Experimente sind wichtig für die Frage nach der makroskopischen Grenze von quantenmechanischer Verschränkung.
Am 29. September 2017 erfolgte eine mit Quantenkryptographie verschlüsselte Videokonferenz zwischen ihm als Präsident der Österreichischen Akademie der Wissenschaften in Wien und dem chinesischen AkademiepräsidentenChunli Bai in Peking. Nicht nur Sprache wurde verschlüsselt, sondern auch zwei Bilder (vonErwin Schrödinger und dem chinesischen PhilosophenMicius). Zum Schlüsselaustausch diente eine Laserverbindung zu dem für Quantenkommunikations-Experimente 2016 gestarteten chinesischen SatellitenMicius. Dies war ein Ergebnis des gemeinsamen Projekts QUESS (Quantum Experiments at Space Scale) zwischen Zeilinger und seinem chinesischen KollegenJian-Wei Pan (ein ehemaliger Doktorand von Zeilinger).[29]
Zu Beginn der 2000er Jahre setzte er sich für die Errichtung einer österreichischen „University of Excellence“ nach dem Vorbild US-amerikanischerSpitzenuniversitäten ein. Heute ist er stellvertretender Vorsitzender des Board of Trustees (etwa einem Aufsichtsrat vergleichbar) dieser Forschungseinrichtung, die nunmehrInstitute of Science and Technology Austria heißt.
Ferner war Zeilinger von 1997 bis 1998 Präsident derÖsterreichischen Physikalischen Gesellschaft, von 1990 bis 1999 Vorstand des Instituts für Experimentalphysik derUniversität Innsbruck und von 1999 bis 2007 Vorstand des Instituts für Experimentalphysik derUniversität Wien, sowie von 2006 bis 2009 Dekan der Fakultät für Physik der Universität Wien. Er war weiters wesentlich beteiligt an der Neugründung der Universität Wien, die durch dasUniversitätsgesetz 2002 notwendig wurde. Er leitete in dieser Funktion im Auftrag von RektorWinckler eine Arbeitsgruppe, die Strukturvorschläge zur internen Organisation der Universität machte, insbesondere in Hinblick auf Sicherstellung der Qualität in Lehre und Forschung. Weiters war er gewähltes Mitglied des Gründungskonvents der Universität Wien von 2002 bis 2003.[30]
Er wirkte außerdem bei zahlreichen weiteren Evaluationen im In- und Ausland mit, insbesondere in Frankreich (CNRS) und bei einer Systemevaluation der Physik in Großbritannien. Er ist Beirat des Institute of Quantum Communication derUniversity of Waterloo in Kanada sowie des Department of Nuclear Engineering amMassachusetts Institute of Technology (MIT). Seit 1996 ist Anton Zeilinger auch Advisor des JournalsScientific American. Auch war er Mitglied mehrerer Editorial Boards verschiedener internationaler physikalischer Zeitschriften.
„Ich bin nicht ein Anhänger desKonstruktivismus, sondern ein Anhänger derKopenhagener Interpretation. Danach ist der quantenmechanische Zustand dieInformation, die wir über die Welt haben. … Es stellt sich letztlich heraus, dass Information ein wesentlicher Grundbaustein der Welt ist. Wir müssen uns wohl von demnaiven Realismus, nach dem die Welt an sich existiert, ohne unser Zutun und unabhängig von unserer Beobachtung, irgendwann verabschieden.“[56]
„Wenn immer nur unmittelbar anwendungsbezogene Forschung betrieben worden wäre, hätten wir heute eine unglaubliche Vielfalt und Raffinesse an Kerzen; aber keine Elektrizität.“[57]
„An Gott zu glauben oder nicht ist für einen Naturwissenschafter genauso eine persönliche Frage wie für einen Laien. Gott kann nicht nachweisbar sein, aber er kann auch nicht nicht nachweisbar sein.“[58]
„Leuten, die anEsoterik glauben, also an Energiewellen,Wasseradern oderHomöopathie, sage ich: Studiert Quantenmechanik, das ist nicht viel seltsamer, aber im Gegensatz zu euren Behauptungen experimentell bewiesen!“[59]
↑Text, Videos und Recherche: Paroli Magazin:Moritz Moser, Mara Simperler, Harald Triebnig, Lukas Wagner, Levin Wotke; Datenverarbeitung: Paroli Magazin: Fabian Lang I Grafiken: Markus Hametner, Michael Bauer, Florian Gossy, Wolfram Leitner I Produktion: Sebastian Pumberger: Macht und Mythos: Der Cartellverband an den Universitäten. In: derstandard.at. 10. November 2014, abgerufen am 2. Februar 2024.
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↑Alain Aspect:Closing the Door on Einstein and Bohr’s Quantum Debate. In:Physics.Band8, 16. Dezember 2015 (englisch,aps.org [abgerufen am 1. November 2023]).
↑M. Giustinaet al.:A significant-loophole-free test of Bell's theorem with entangled photons. In:Physical Review Letters. 115. Jahrgang,Nr.25, 2015,S.250401,doi:10.1103/PhysRevLett.115.250401,arxiv:1511.03190 (englisch).
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