Doktorand:in (m/w/d) im Bereich Quantensensorik
Uni Stuttgart, Germany
- Institution
- Uni Stuttgart
- Country
- Germany
- Subject area
- Computer Science & AI
- Location
- Stuttgart, Baden-Württemberg, DE
- Funding
- Fully funded position
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About this position
Vielteilchen-verstärkte Quantensensorik — Quantenkontrolle wechselwirkender NV-Ensembles für hochempfindliche Magnetometrie
3. Physikalisches Institut, Universität Stuttgart · IQST Graduate School @QuantumBW · in Kooperation mit der Advanced Quantum GmbH · Stuttgart
Ihre Stelle
Spindefekte wie das Stickstoff-Fehlstellen-Zentrum (NV-Zentrum) im Diamant gehören zu den empfindlichsten Magnetfeldsensoren, die bei Raumtemperatur arbeiten. In diesem auf vier Jahre angelegten Promotionsprojekt bringen Sie die Magnetometrie mit NV-Ensembles an ihre Grenzen, indem Sie die Vielteilchen-Wechselwirkungen eines dichten Spin-Ensembles — traditionell als störend betrachtet — als Ressource für die Sensorik nutzbar machen. Sie bauen ein frequenzabstimmbares AC-Magnetometer auf, entwickeln modernste sowie KI-gestützt entworfene Sequenzen zur dynamischen Entkopplung und nutzen Verschränkung und getriebene Vielteilchendynamik, um die Empfindlichkeit über das Standardquantenlimit hinaus zu steigern. Der resultierende Sensor wird sowohl gemeinsam mit unserem Industriepartner für industrielle AC/HF-Sensorik als auch für eine grundlagenphysikalische Suche nach axionartiger Dunkler Materie eingesetzt. Das Projekt wird von Prof. Dr. Jörg Wrachtrup und Dr. Jixing Zhang betreut und in enger Zusammenarbeit mit der Advanced Quantum GmbH durchgeführt.
Ihre zukünftigen Themenschwerpunkte auf einen Blick
- AC-Magnetometrie mit dichten NV-Ensembles mittels modernster und KI-gestützt entworfener Pulssequenzen zur dynamischen Entkopplung
- Vielteilchen-Quantensensorik: Spin-Squeezing, Verschränkung und Vielteilchen-Signalverstärkung jenseits des Standardquantenlimits
- Getriebene Vielteilchendynamik: Präthermalisierung, dynamisches Einfrieren und diskrete Zeitkristalle zur Verlängerung der kohärenten Abfragezeit
- Industrielle Anwendungen: AC/HF-Feldsensorik und zerstörungsfreie Wirbelstromprüfung gemeinsam mit der Advanced Quantum GmbH
- Grundlagenphysik: eine kernspin-unterstützte Suche nach ultraleichter, axionartiger Dunkler Materie
Ihr Profil
- Ein mit sehr guten Noten abgeschlossenes Masterstudium (oder gleichwertig) in Physik, Quantentechnologie oder einem eng verwandten Fach
- Fundierte Kenntnisse der Quantenmechanik sowie der Atom-, Optik- oder Festkörperphysik; Vorerfahrung in einem oder mehreren der Bereiche experimentelle Quantenoptik, magnetische Resonanz (NMR/ESR), Spin-Qubits bzw. NV-Zentren, Laser/Optik oder HF-/Mikrowellenelektronik ist von Vorteil
- Gute Programmierkenntnisse (z. B. Python); Interesse an numerischer Simulation und Machine-Learning-basiertem Pulsdesign ist willkommen
- Eine praktische, lösungsorientierte Arbeitsweise sowie die Fähigkeit, selbstständig und in einem interdisziplinären Team zu arbeiten
- Sehr gute Englischkenntnisse in Wort und Schrift; Deutschkenntnisse sind nicht erforderlich
Wir bieten Ihnen
- Ein hochaktuelles Forschungsthema an der Schnittstelle von Vielteilchenphysik, Quantensensorik und Grundlagenphysik in einer der weltweit führenden Gruppen für NV-Quantensensorik
- Eine echte Kooperation zwischen Wissenschaft und Industrie, einschließlich eines Forschungsaufenthalts (insgesamt mindestens drei Monate) bei der Advanced Quantum GmbH sowie Zugang zu industrieller Sensorhardware, Steuerungselektronik und Kalibrierinfrastruktur
- Strukturierte Weiterbildung, Retreats und Konferenzen im Rahmen der IQST Graduate School @QuantumBW sowie eine lebendige, internationale Gemeinschaft der Quantenwissenschaften
- Eine vollständig finanzierte Stelle für bis zu vier Jahre und die Möglichkeit zur Promotion an der Universität Stuttgart
Chancengleichheit an der Universität Stuttgart
Die Universität Stuttgart setzt sich für Chancengleichheit und Vielfalt ein. Wir fordern qualifizierte Frauen ausdrücklich zur Bewerbung auf. Schwerbehinderte Menschen werden bei gleicher Eignung vorrangig berücksichtigt.
Eckdaten
Stelle
Wissenschaftliche:r Mitarbeiter:in / Doktorand:in (m/w/d)
75% E13 TV-L, gefördert durch die IQST Graduate School @QuantumBW
Dauer: Bis zu 4 Jahre
Beginn: Ab sofort / nach Vereinbarung
Arbeitsort: 3. Physikalisches Institut, Universität Stuttgart, Stuttgart
Betreuung
Prof. Dr. Jörg Wrachtrup und Dr. Jixing Zhang
Industriepartner
Advanced Quantum GmbH (Dr. Matthias Widmann, CQO)
Bewerbungsfrist: Offen, bis die Stelle besetzt ist
Ihre Bewerbung
Bitte senden Sie Ihre Bewerbung als eine einzige PDF-Datei — bestehend aus einem Motivationsschreiben, einem Lebenslauf, Zeugnissen (Bachelor und Master) sowie den Kontaktdaten mindestens einer Referenzperson — an Dr. Jixing Zhang (jixing.zhang@pi3.uni-stuttgart.de). Es gibt keine feste Frist: Die Bewerbungen werden laufend gesichtet, bis die Stelle besetzt ist. Für informelle Rückfragen zum Projekt nutzen Sie bitte dieselben Adressen.
Apply directly to Uni Stuttgart
Emerging Scholars Council is not the employer and does not recruit for this position. It is advertised by Uni Stuttgart, and your application goes to them. We help students prepare and strengthen their applications.
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Some positions — especially in Germany, Austria and Switzerland — are filled by writing directly to the supervisor rather than through an online form. These addresses were taken from the advert text, so check them against the official listing before you write.
A cold email to a supervisor is the highest-leverage thing you can send — and the easiest to get wrong. Ask us to look at yours before you hit send.