Multi-Photon Quantum Network Links and Nodes

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Verschränkte Zustände zwischen einzelnen bzw. mehreren Photonen einerseits und Atomen andererseits stellen einen idealen Ausgangspunkt für Experimente zur Quantenteleportation bzw. Quantenkryptographie dar. Wir wollen den Superpositionszustand eines einzelnen Atoms auf einen Lichtpuls mit mehreren Photonen übertragen. Ein dermaßen mit dem Atom verschränkter Photonenpulk stellt eine mesoskopische Schrödinger-Katze dar. Es gilt herauszufinden, wie empfindlich dieser Zustand gegenüber Verlusten ist und ob es möglich ist, die Fehlertoleranz bei der Quanteninformationsübertragung zu erhöhen. Zudem planen wir den Einsatz eines optischen Resonators als Photonenpistole, um auf einen klassischen Trigger (einen Lichtpuls) hin einen nichtklassischen Zustand zu erzeugen und genau ein Photon in einer vorgegebenen Richtung zu emittieren. Längerfristig sollen die Experimente mit einem Bose-Einstein-Kondensat anstelle einzelner Atome durchgeführt werden.