Q.Link.X - Teilvorhaben: Transfer von Spin-Photon-Verschränkung über eine faseroptische Übertragungsstrtecke
Unterprojekt 2: Module für Quanten-Frequenz Konversion
Unterprojekt 2: Module für Quanten-Frequenz Konversion
Quantenkommunikation eröffnet neue Möglichkeiten physikalisch nachweisbar sicher Daten zu übertragen. Im Gegensatz zur klassischen Informationsübertragung in optischen Glasfasern besitzen jedoch heutige Systeme zur faserbasierten Quantenkommunikation eine physikalisch begrenzte, maximale Reichweite. Diese lässt sich jedoch mit sogenannten Quantenrepeatern erweitern. Eine vielversprechende Möglichkeit Quantenrepeater-Knoten zu realisieren basiert auf NV-Farbzentren in Diamant und nutzt die Vorteile langer Kohärenzzeiten von Elektronen- und Kernspins in Verbindung mit effizienten optischen Übergängen als Schnittstelle zu Photonen. Da diese mit einer Wellenlänge von 637 nm jedoch nicht für die verlustarme Verteilung in Glasfasern geeignet sind, müssen sie verschränkungserhaltend ins Telekomband bei 1550 nm übertragen werden.
Die Einzelphoton-Konversion von mit NV-Zentren verschränkten Photonen bei 637 nm ins Telekomband, ermöglicht die verlustärmste und damit weiteste mögliche Transmission in optischen Glasfasern. Im Mittelpunkt steht die Umsetzung und Charakterisierung verschiedener Ansätze eine bestmögliche Effizienz bei geringsten Hintergrundrauschen zu erreichen. Dies beinhaltet den Aufbau einer für die umfassende Charakterisierung notwendigen verschränkten, zweifarbigen Photonenpaarquelle und der Aufbau kompakter, faser-gekoppelter Module zur Frequenzkonversion von verschränkten 637 nm Photonen ins Telekomband, sowie deren letztendliche Einbindung und Betrieb in einer Demonstrator-Strecke.
Mittelgeber
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Laufzeit
Projektstart: 08/2018
Projektende: 07/2021
Forschungsbereiche
Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
Forschungsfelder
Optik
