Verschränkung von Quantenzuständen von gespeicherten Ionen und Licht

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Verschränkungen von Quantenzuständen spielen eine zentrale Rolle bei den derzeitigen Diskussion zukünftiger Anwendungen, wie etwa in Quantencomputern oder in der Quantenkommunikation. Atome eignen sich besonders zur Speicherung von Quanteninformation, Photonen hingegen für deren Übertragung. Im Rahmen des Projekts sollen Möglichkeiten untersucht werden, die sich aus der Wechselwirkung gespeicherter Atome mit Lichtquanten in Resonatoren hoher Güte ergeben. Dabei sollen Verschränkungen zwischen der quantisierten Atombewegung in der Falle und den Lichtquanten der Resonatormode erzeugt werden. Besondere Berücksichtigung sollen dabei Nichtlinearitäten finden, wie sie für schwach lokalisierte Atome (fernab vom Lamb-Dicke Grenzfall) zu erwarten sind. Von Interesse ist die Übertragung der Verschränkung durch Auskopplung des Lichtes aus dem Resonator. Weiterhin soll der Einfluss von Messungen auf den Quantenzustand des Gesamtsystms Licht-Atombewegung untersucht werden.