Inhaltszusammenfassung

In dieser Promotionsarbeit wird eine segmentierte, mikrostrukturierte, lineare Paulfalle mit einem eingebauten faserbasierten Resonator entwickelt. Ziel war es, die Verschränkungsverteilung über große Entfernungen zu untersuchen. Zu Beginn wurde ein faserbasierter Resonator entwickelt, der bei einem Spiegelabstand ≤ 250 µm noch immer eine hohe Finesse F = 16000 besitzt. Diese Falle stellt ein an die Faserintegration angepasstes Design dar, welches von einer bestehenden mikrostrukturierten,...In dieser Promotionsarbeit wird eine segmentierte, mikrostrukturierte, lineare Paulfalle mit einem eingebauten faserbasierten Resonator entwickelt. Ziel war es, die Verschränkungsverteilung über große Entfernungen zu untersuchen. Zu Beginn wurde ein faserbasierter Resonator entwickelt, der bei einem Spiegelabstand ≤ 250 µm noch immer eine hohe Finesse F = 16000 besitzt. Diese Falle stellt ein an die Faserintegration angepasstes Design dar, welches von einer bestehenden mikrostrukturierten, segmentierten Paulfalle abgeleitet wurde. Der Resonator wird nun durch einem kompakten, monolithischen Halter in die Falle integriert. Durch die Durchkontaktierungen (VIAs) kann diese Falle Wechselspannungen mit einer Schwingungsbreite ≤ 800 V ausgesetzt werden. Dieses Resonator-Falle-System wurde erfolgreich in Betrieb genommen und charakterisiert. Die Wechselwirkung einzelner Ionen mit dem Resonatorfeld war jedoch nicht nachweisbar, vermutlich aufgrund von Aufladungen der Fasern und Spiegelflächen, die das axiale Fallenfeld stark verändern können. Die dafür benötigte Ladung wurde berechnet. Zusätzlich wurde der Aufbau auf seine Eignung zur Implementation einer Auswahl an Quantenverschlüsselungsprotokollen untersucht. Mit Hilfe von Annahmen, die experimentell realistisch sind, konnten Raten von mehr als 100 Verschränkungen pro Sekunde berechnet werden, bei einer Zustandstreue (Fidelity) für nichtlokale Bellzustände ≤ 0.95. Aus der Diskussion begrenzender Parameter kann man schließen, dass Verschränkungsraten von 750 s^-1 bei diesen Zustandstreuen mit aktueller Technologie erreichbar sind. Diese Raten sind hoch genug, um den Kohärenzverlust von Qubits in Ionenfallen auszugleichen, und ermöglichen die Erzeugung von nichtlokalen Verschränkungen mit hoher Zustandstreue. Diese Arbeit ist somit ein wichtiger Schritt in Richtung Realisierung von langreichweitiger Verschränkungsverteilung mit Hilfe von Ionenfallen.» weiterlesen» einklappen

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DDC Sachgruppe:
Physik