Quantenfehlerkorrektur bildet die Grundlage für zuverlässige Quantentechnologien, doch der Entwurf eines Fehlerkorrekturcodes hängt stark von der physikalischen Plattform ab. Welche Quantencodes eignen sich am besten für die Kommunikation? Wie sollten Quantencodes für verteilte Quantennetzwerke entworfen werden? Können anwendungsspezifische Codes die für praktische Implementierungen erforderlichen Ressourcen reduzieren?

Unsere Forschung untersucht, wie die Anforderungen der Quantenkommunikation und von Quantennetzwerken den Entwurf von Quantenfehlerkorrekturverfahren leiten können. Besonders interessiert uns die Verbindung von Quantenfehlerkorrektur mit Mehrteilchenverschränkung, Graphenzuständen, höherdimensionalen Quantensystemen und photonischen Quantentechnologien.

Forschungsthemen:

• Quantencodes für Kommunikation und Netzwerke — Untersuchung, wie Kommunikationsaufgaben und Netzwerkarchitekturen den Entwurf von Quantenfehlerkorrekturcodes leiten können. Wir erforschen zudem Methoden, die den Ressourcenbedarf reduzieren und gleichzeitig einen zuverlässigen Schutz gegen realistisches Rauschen gewährleisten.
• Graphenzustands-Quantencodes — Konstruktion von Quantencodes aus mehrteilchenverschränkten Zuständen und Stabilisatorstrukturen.
• Höherdimensionale Quantencodes — Erforschung der Quantenfehlerkorrektur jenseits von Qubits mithilfe von Qudit-Codierungen.
• Gottesman–Kitaev–Preskill-Codes (GKP-Codes) — Untersuchung kontinuierlicher und hybrider Ansätze für fehlertolerante Quanteninformationsverarbeitung und -kommunikation.
• Hybride Codierungsarchitekturen — Kombination von diskreten und kontinuierlichen Codierungen, verketteten Codes und mehrschichtiger Codierung für zukünftige Quantentechnologien.

Ausgewählte Publikationen:

• "Symplectic Lattices and GKP Codes – Simple Randomized Constructions from Cryptographic Lattices", J. Blömer, Y. Xiao, Z. Raissi, and S. Soltan, IEEE International Symposium on Information Theory (ISIT), arXiv:2509.10183.
• "Deterministic generation of qudit photonic graph states from quantum emitters", Z. Raissi, E. Barnes, and S. E. Economou, PRX Quantum 5, 020346 (2024).
• "Modifying method of constructing quantum codes from highly entangled states", Z. Raissi, IEEE Access 8, 222439 (2020).
• "Optimal quantum error correcting codes from absolutely maximally entangled states", Z. Raissi, C. Gogolin, A. Riera, and A. Acín, J. Phys. A: Math. Theor. 51, 075301 (2018).