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Forschung und Einrichtungen

Die MQO-Gruppe untersucht grundlegende Physik und entwickelt Quantenanwendungen mit Quantenzuständen von Licht in der mesoskopischen Größenordnung, welches von Basistechnologie untermauert wird. Mesoskopische, quantenoptische Zustände bestehen aus mehreren 10, 100 und 1000 nichtklassisch verteilten Photonen. Aus einer grundsätzlichen Perspektive gesehen können diese genutzt werden um Quantenphysik bei Energieskalen zu erkunden, die auch für das nackte Auge zu sehen sind und dadurch Teil der hoch kontraintuitiven Phänomene der Quantenmechanik auf einen menschlichen Maßstab bringen. Zusätzlich dazu ist dieser Maßstab ausschlaggebend für eine Demonstration einer echten Quantenverbesserung gegenüber klassischen Systemen in vielen Bereichen, darunter Messtechnik, Berechnung und Kommunikation. 

In diesem Kontext kann die Forschung der MQO-Gruppe in drei Teilbereiche aufgeteilt werden: Entwicklung der Basistechnologie für mesoskopische Quantenoptik, grundlegende Physik mit mesoskopischen Quantenzuständen und Anwendungen der mesoskopischen Quantenoptik. 

In der mesoskopischen Quantenoptik suchen wir Werkzeuge zur Erzeugung vieler Photonen zur zusammenhängenden Manipulation und zur effizienten Messung dieser Photonen. Nahezu alle diese Aufgaben werden durch den Einsatz von Arbeitsverfahren der integrierten Optik erleichtert. Lithiumniobat bildet dahingehend eine ideale Integrationsplattform. Wir entwickeln Technologie zur Ermöglichung von Experimenten, deren Gelingen nicht durch den Einsatz anderer Mittel erzielt werden kann. 

Quantenoptik mit vielen Photonen ist bis heute noch ein zum Großteil unerforschtes Gebiet. Durch die Benutzung von Werkzeugen, die wir entwickeln, können wir beginnen dieses System zu erkunden und verstehen, als auch Phänomene wie Verschränkung, das Prinzip der Superposition, Welle-Teilchen-Dualismus mit mehreren tausend Photonen zu untersuchen. 

Entscheidend für das richtige Ausnutzen des Quantenvorteils in Gebieten wie Berechnung, Kommunikation und Messtechnik ist die zusammenhängende Manipulation einer Vielzahl von Photonen. Durch das Benutzen von Werkzeugen und Techniken der Integration als auch großer Zustandsmanipulationen können wir Protokolle entwickeln, die gegenüber den klassischen Systemen echte Quantenvorteile anbieten. 

Gruppenleitung

J.-Prof. Dr. Tim Bartley

Mesoskopische Quantenoptik

Tim Bartley
Telefon:
+49 5251 60-5881
Büro:
P8.3.13

Die Universität der Informationsgesellschaft