Die Erforschung der Quantenwelt mit Laserlicht ist das zentrale Thema am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (MPQ). Die Experimente finden unter extremen und hochkontrollierten Bedingungen statt – etwa in Hochvakuumkammern bei Temperaturen von nur wenigen Nanokelvin über dem absoluten Nullpunkt. Viele Experimente arbeiten dabei mit einzelnen Atomen, Molekülen und Photonen, deren Erzeugung, Kontrolle und Manipulation spezielle Lasersysteme und große technische Raffinesse erfordern.
Im Rahmen ihrer Forschung entwickeln die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler immer wieder neuartige Konzepte und Apparaturen und ebnen so den Weg zu leistungsfähigen Quantencomputern, Quantensimulatoren und Quantennetzwerken. Auch bei der Entwicklung moderner Lichtquellen und Messinstrumente im Bereich der Quantensensorik leisten sie Pionierarbeit.
Wichtige Beispiele sind der optische Frequenzkamm, für den Prof. Theodor Hänsch im Jahr 2005 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet wurde, sowie die Erzeugung ultrakurzer Attosekundenlichtpulse, für die Prof. Ferenc Krausz 2023 den Physik-Nobelpreis erhielt.
Aktuell sind fünf wissenschaftliche Abteilungen am MPQ etabliert: Attosekundenphysik, Laserspektroskopie, Quanten-Vielteilchensysteme, Quantendynamik und Theorie.
Eine wichtige Rolle in der Vermittlung quantenphysikalischer Grundbildung an Schüler:innen (ab der 8. Klasse) und Lehrkräfte spielt das institutseigene Schülerlabor PhotonLab. Es wird jährlich von rund 3.000 Schülerinnen und Schülern besucht.
