Experimente zur Erzeugung, Verarbeitung und Charakterisierung nichtklassischer Zustände des Lichtfelds

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Im Rahmen dieses Projektes sollen verschiedene hochgradig nichtklassische Quantenzustände des Lichtfelds präpariert, verarbeitet und charakterisiert werden, mit dem Ziel, komplexe Bauteile für eine zukünftige optische Quantentechnologie, insbesondere für Quantencomputer, zu entwickeln. Basierend auf unserer Erfahrung mit der Quantentomographie des Einzel-PhotonFockzustands soll erstens eine neue Technologie entwickelt werden, die die Erzeugung und Vermessungen beliebiger einmodiger quantenoptischer Zustände erlaubt. Die Technologie basiert auf wiederholter Photonenpaarerzeugung in einer Kette nichtlinearer Kristalle. Im Rahmen dieses Antrags werden Ketten aus zwei und drei Kristallen getestet. Als zweites Ziel soll erstmals der verschränkte zweimodige Zustand, der durch Einfall eines Photons auf einen Strahlteiler erzeugt wird, mit der Methode der Quantentomographie charakterisiert werden. Die Ergebnisse werden angewendet, um den nichtlokalen Charakter der Quantenmechanik auf eine neue Weise, durch die Vermessung kontinuierlicher Quantenfeldquadraturen, zu testen. Als drittes Ziel sollen die entwickelten Methoden angewendet werden, um Quantenteleportation durchzuführen und damit erstmals Quantenlogik-Gatter zu verwirklichen, die auf dem neuen Konzept des linear-optischen Quantencomputings basieren.