A composite parameterization of unitary groups, density matrices and subspaces

Unitary transformations and density matrices are central objects in quantum physics and various tasks require to introduce them in a parameterized form. In the present article we present a parameterization of the unitary group $\mathcal{U}(d)$ of arbitrary dimension $d$ which is constructed in a composite way. We show explicitly how any element of $\mathcal{U}(d)$ can be composed of matrix exponential functions of generalized anti-symmetric $\sigma$-matrices and one-dimensional projectors. The specific form makes it considerably easy to identify and discard redundant parameters in several cases. In this way, redundancy-free density matrices of arbitrary rank $k$ can be formulated. Our construction can also be used to derive an orthonormal basis of any $k$-dimensional subspaces of $\mathbb{C}^d$ with the minimal number of parameters. As an example it will be shown that this feature leads to a significant reduction of parameters in the case of investigating distillability of quantum states via lower bounds of an entanglement measure (the $m$-concurrence).Comment: 13 pages, 1 figur

Didaktischer Pluralismus und Poetik der Lehrdichtung : Zum ›Ritterspiegel‹ des Johannes Rothe

Der Begriff ‘Pluralismus’, der eine Koexistenz von verschiedenartigen Denk- und Lebensformen bezeichnet und in seinen jeweiligen Kontexten spezifiziert werden muss, scheint spontan auf mittelalterliche Verhältnisse nur schlecht anwendbar. Gerade auf dem Feld der Ethik denkt man hier zuerst an das verbindliche Weltbild, an Regelungen, die unter dem Dach der christlichen Religion ihren Platz haben mit theologisch-systematischer Aufarbeitung und bei abweichendem Verhalten mit Sanktionen verbunden sind. Aber nicht nur die historische Realität ist vielfältiger und komplexer, auch die ethische Reflexion, die uns im literarischen Medium mittelalterlicher Lehrdichtung entgegentritt, bietet ein ganz anderes Bild. Das Scheitern der systematischen Aufrisse, das Nebeneinander von Konzepten, unvermittelte Gegensätze und Widersprüche, Systemlosigkeit als Prinzip, Brüchigkeit, Dissoziation und Klitterung sind gerade Grundzüge mittelalterlicher didaktischer Literatur und Merkmal ihrer Poetik. Ich rolle das Problem am ›Ritterspiegel‹ des Johannes Rothe auf und schließe einige grundsätzliche Überlegungen zur Poetik des Didaktischen an

Prime diagnosticity in short-term repetition priming: Is primed evidence discounted, even when it reliably indicates the correct answer?

The authors conducted 4 repetition priming experiments that manipulated prime duration and prime diagnosticity in a visual forced-choice perceptual identification task. The strength and direction of prime diagnosticity produced marked effects on identification accuracy, but those effects were resistant to subsequent changes of diagnosticity. Participants learned to associate different diagnosticities with primes of different durations but not with primes presented in different colors. Regardless of prime diagnosticity, preference for a primed alternative covaried negatively with prime duration, suggesting that even for diagnostic primes, evidence discounting remains an important factor. A computational model, with the assumption that adaptation to the statistics of the experiment modulates the level of evidence discounting, accounted for these results

Tailored nano-antennas for directional Raman studies of individual carbon nanotubes

We exploit the near field enhancement of nano-antennas to investigate the Raman spectra of otherwise not optically detectable carbon nanotubes (CNTs). We demonstrate that a top-down fabrication approach is particularly promising when applied to CNTs, owing to the sharp dependence of the scattered intensity on the angle between incident light polarization and CNT axis. In contrast to tip enhancement techniques, our method enables us to control the light polarization in the sample plane, locally amplifying and rotating the incident field and hence optimizing the Raman signal. Such promising features are confirmed by numerical simulations presented here. The relative ease of fabrication and alignment makes this technique suitable for the realization of integrated devices that combine scanning probe, optical, and transport characterization

Engineering User-Centric Smart Charging Systems

Die Integration erneuerbarer Energiequellen und die Sektorenkopplung erhöhen den Bedarf an Flexibilität im Elektrizitätssystem. Elektrofahrzeuge koordiniert zu Laden bietet die Chance solche Flexibilität bereitzustellen. Allerdings hängt das Flexibilitätspotential von Elektrofahrzeugen davon ab in welchem Umfang sich die Nutzer der Fahrzeuge dazu entschließen intelligentes Laden zu nutzen. Ziel dieser Dissertation ist es Lösungen für intelligente Ladesysteme zu entwickeln, welche die Nutzer zu flexiblerem Laden anreizen und diese dabei zu unterstützen. Anhand eines Literaturüberblicks und einer Expertenbefragung werden zunächst Ziele identifiziert, welche Nutzer zu einer flexiblen Ladung motivieren können. Die Ergebnisse zeigen, dass neben finanziellen Anreizen auch die Integration erneuer-barer Energien und die Vermeidung von Netzengpässen einen Anreiz für das flexible La-den darstellen können. In der Folge wird untersucht, ob das Framing der Ladesituation hinsichtlich dieser Ziele die Ladeflexibilität von Elektrofahrzeugnutzern beeinflussen kann. Hierzu wird ein Online-Experiment mit Elektrofahrzeugnutzern evaluiert. Das sich ein Teil der Nutzer bei einem Umwelt-Framing flexibler verhält, macht Feedback darüber, wie die CO2-Emissionen von der bereitgestellten Flexibilität abhängen zu einem vielversprechenden Anreiz intelligentes Laden zu nutzen. Um solches Feedback zu er-möglichen werden als Nächstes die CO2-Einsparpotenziale eines optimierten Ladens im Vergleich zu unkontrolliertem Laden untersucht. Dazu werden die marginalen Emissions-faktoren im deutschen Stromnetz mithilfe eines regressionsbasierten Ansatzes ermittelt. Um Echtzeit-Feedback in realen Systemen zu ermöglichen wird darauf aufbauend eine Prognosemethode für Emissionsfaktoren entwickelt. Die Zielerreichung intelligenten Ladens hängt hauptsächlich von der zeitlichen und energetischen Flexibilität der Elektrofahrzeuge ab. Damit Nutzer diese Ladeeinstellungen nicht bei jeder Ankunft an der Ladestation von Hand eingeben zu müssen, könnten sie durch intelligente Assistenten unterstützt werden. Hierfür werden probabilistische Prognosen für die Flexibilität einzelner Ladevorgänge basierend auf historischen Ladevorgängen und Mobilitätsmustern entwickelt. Darüber hinaus zeigt eine Fallstudie, dass probabilistische Prognosen besser als Punktprognosen dazu geeignet sind die Ladung mehrerer Elektrofahrzeuge zu koordinieren