Photonen unter Kontrolle

Max-Planck-Forscher haben wichtigen Baustein für Quantencomputer und abhörsicheres Quanteninternet geschaffen

(idw) Einer Forschergruppe am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (MPQ) in Garching ist die Erzeugung einzelner Photonen mit bisher unerreichter Kontrolle gelungen (Nature, 28. Oktober 2004). Die Wissenschaftler verwendeten ein einzelnes Kalzium-Ion, das mit Hilfe einer Ionenfalle zwischen zwei hochreflektierenden Spiegeln lokalisiert war. Durch Einstrahlung externer Laserpulse wurde das System zur Aussendung einzelner Photonen veranlasst. Der Zeitpunkt der Emission und die Form des Photonenpulses können mit dieser Quelle optimal kontrolliert werden. Das Außergewöhnliche der Quelle ist deren permanente Betriebsdauer, die der Speicherzeit der Ionen von typischerweise mehreren Stunden entspricht. Für die Experimente gibt es wichtige Anwendungen im Bereich der Quanteninformationsverarbeitung. Eine kontrollierte Quanten-Schnittstelle zwischen Atomen und Photonen ist der zentraler Baustein, um Operationen an atomaren Quantenzuständen mit dem optischen Quanteninformations-Austausch über längere Strecken zu verbinden. Damit ist eine entscheidende Voraussetzung für die Realisierung eines abhörsicheren Quanten-Internets erfüllt.

Sachgebiet: Chemie und Biochemie, Elektro- und Energietechnik, Informationstechnologie, Mathematik und Physik