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Projekt
Manipulation und Konfektionierung von Einzelphotonen aus DBT-Molekülen in einem schnellen Rb-Quantenspeicher (DBT-FLAME)
Fachliche Zuordnung
Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
Förderung
Förderung seit 2023
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 514269306
Die Photonik gehört zu den vielversprechendsten Plattformen für die Realisierung von Quanteninformationsverarbeitung. Im Allgemeinen sind vier Hauptbestandteile erforderlich, um diese Anwendungen zu realisieren: Photonenquellen, die nicht-klassisches Licht erzeugen, passive lineare optische Schaltungen für die Verarbeitung von Quanteninformation, aktive Bauelemente für das Routing und die Manipulation von photonischen Zuständen in Echtzeit und effiziente Einzelphotonendetektoren. Photonendetektoren und passive Prozessoren sind heutzutage gut entwickelt, und eine große Forschergemeinde erforscht Einzelphotonenquellen. Das Routing und die Manipulation von Einzelphotonen in Echtzeit ist jedoch immer noch eine Herausforderung und wird selten betrachtet. Für weitere Fortschritte in der optischen Quanteninformationsverarbeitung ist dies wahrscheinliche eine der größten Hürden, die in diesem Projekt angegangen werden soll. Das übergeordnete Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines Quantenspeichers auf Basis von Atomdampf zum Speichern und Auslesen sowie zur Verarbeitung von Einzelphotonen, die von DBT-Molekülen emittiert werden. Diese Schlüsselkomponente der Quantenphotonik ermöglicht das gezielte Routing und die Verarbeitung von ununterscheidbaren Photonen aus organischen Molekülen. Der zugrunde liegende technologische Ansatz ist die Kombination der effizienten Photonenerzeugung in organischen Molekülen mit Quantenspeichern, die in warmem Atomdampf realisiert werden. Die Photonenquelle wird durch die Kopplung eines DBT-Moleküls an eine optische Antenne und das Aufsammeln der bei 780 nm emittierten Photonen mit Hilfe eines kryogenen Mikroskops realisiert. Der Speicher folgt einem schnellen Leiter-EIT-Schema auf der D2-Linie in warmem Rb-Dampf. In unserem Konsortium verbinden zwei Gruppen ihre komplementäre technologische und experimentelle Expertise, nämlich Quantenoptik mit atomaren Systemen und Quanten-Nanophotonik mit organischen Molekülen in idealer Weise, um den Erfolg des Projekts zu gewährleisten.
DFG-Verfahren
Sachbeihilfen
Internationaler Bezug
Österreich
Partnerorganisation
Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF)
