Quantum Information Processing with Neutral Atoms on an Atom Chip

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Im Rahmen dieses Projekts soll ein Werkzeug (Toolbox) entwickelt werden, um kalte neutrale Atome als Qubits zur Quanteninformationsverarbeitung verwenden zu können. Damit komplexe Quantenoperationen einfach und robust durchgeführt werden können, werden mikroskopische, atomoptische Schaltkreise entwickelt und getestet. Diese werden dann mit Mikrooptik auf einem Atom-Chip integriert, und das Laden, Manipulieren und der Nachweis von Atomen in diesen Mikrostrukturen wird untersucht. Wichtig in den Experimenten sind die Erhaltung von Kohärenz der internen und externen (Bewegungs-) Zustände der Atome und die Skalierbarkeit der Experimente zu großen verschränkten Quantensystemen. Das langfristige Ziel ist der integrierte Atom-Chip, der die Vorteile von zwei Welten verbindet, die vielfältigen Möglichkeiten der Nanofabrikation in Elektronik und Mikrooptik mit den gut entwickelten Techniken der kohärenten Manipulation von neutralen Atomen aus der Quantenoptik.