Verschränkte Photonen von einem einzelnen Molekül für Experimente an Einzelemittern, Quantenspeichern und atomaren Gasen

• Antragsteller: Professor Dr. Ilja Gerhardt
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen ; Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 328407404

Dieser Antrag schlägt vor eine neue Quelle für verschränkte Photonen aufzubauen. Die Quelle soll zwei Hauptnachteile von aktuell existierenden Verschränkungsquellen beheben: a) Die Einschränkung auf nah-infrarote Photonen und b) die fehlende spektrale Übereinstimmung mit atomaren Quantenspeichern. Beide Eigenschaften können durch einzelne Photonen von einzelnen Emittern und darauf folgende Verschränkung dieser Photonen in einem optischen Quantengate erreicht werden. Obwohl beide Einzelteile dieses Experiments bereits in früheren Experimenten realisiert wurden, stellt die Kombination grosse Herausforderungen an die Experimentatoren. Der endgültige Aufbau erlaubt eine weitergehende optische Interaktion der erzeugten Photonen mit Atomdampf, der hinterher als Quantenspeicher dienen kann. Alternativ können die Photonen auch wieder mit einem weiteren Einzelemitter wechselwirken. Wir glauben, dass die vorgestellte optische Verschränkungsquelle besser oder zumindest gleichwertig sein kann zu den alternativen Quellen die in diesem Antrag auch beleuchtet werden. Die Erweiterung von Verschränkungsquellen in den blauen Bereich des optischen Spektrums erweitert auch den Anwendungsbreite von Quantenspeichern und Festkörper-Quantenbits für zukünftige Anwendungen wie z.B. Quanten-Netzwerk Knoten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen