Kontrollierte Wechselwirkung in Quantengasen

Michael Vollmer

S. Spatzek

Zur Realisierung eines Quantencomputers muss ein Quantenbit erzeugt, ausgelesen und kontrolliert werden. Ebenso wird eine Quelle der Verschränkung zwischen den Quantenbits benötigt. Der Elektronenspin in einen Quantenpunkt bietet einen Ansatz für die Realisierung eines Quantenbits. In dieser Arbeit wird gezeigt, wie die Spins effizient polarisiert werden können. Ebenso wird beschrieben, wie die Polarisation ausgelesen werden kann. Des Weiteren werden experimentelle Messungen dargestellt, in denen die Spinpolarisation innerhalb von Pikosekunden manipuliert wird. Abschließend wird gezeigt, dass eine Wechselwirkung von Elektronenspins in einem selbstorganisierten Quantenpunktensemble vorhanden ist.

Gerhard Murer

Janine Riedrich‐Möller, Laura Kipfstuhl, Christoph Becher

Abstract Optisch aktive Defekte in Diamant, sogenannte Farbzentren, sind attraktive Kandidaten für die Realisierung von Konzepten der Quanteninformation. Die kontrollierte Wechselwirkung solcher Farbzentren mit Lichtfeldern kann durch die Ankopplung an optische Resonatoren erleichtert werden. Unserer Gruppe an der Universität des Saarlandes ist es nun in einer Kooperation mit den Universitäten Augsburg, Kaiserslautern und Freiburg gelungen, optische Resonatoren im Nano‐ und Mikrometermaßstab direkt in einkristallinem Diamant herzustellen und die Kopplung von Farbzentren zu demonstrieren.

Martin Suda, Gerald Dißauer

Carsten Klempt

Ensembles aus je 1 × 10 6 Atomen bei einer Temperatur von 300 nK.Resonante Absorptionsbildgebung nach freier Expansion erlaubt die Messung aller relevanten Ensembleparameter.Zur Beobachtung von Feshbach-Resonanzen wird die Bose-Fermi-Mischung etwas oberhalb der Quantenentartung in eine optische Dipolfalle umgeladen.In einer solchen Falle können alle Hyperfein-und Zeeman-Zustände des Grundzustands gefangen und gezielt präpariert werden.In zehn stabilen Zustandskombinationen wurden insgesamt 28 s-Wellen-Feshbach-Resonanzen bei Magnetfeldern bis 700 G identiziert 2 .In einer numerischen Simulation konnte aus den gefun- denen Resonanzen und externen spektroskopischen Daten ein umfassendes Modell der 40 K 87 Rb-Wechselwirkung erstellt werden.Dieses Modell erlaubt Vorhersagen für Feshbach-Resonanzen in anderen Kalium-Rubidium-Isotopen, speziell 41 K 87 Rb und 39 K 87 Rb.Durch die genaue Kenntnis des Molekülpotentials wird es in Zukunft möglich sein, schwach gebundene Moleküle, die mit Hilfe von Feshbach-Resonanzen erzeugt werden können, in den absoluten Grundzustand zu überführen.Auÿerdem wird es mit ihrer Hilfe möglich, die heteronukleare Wechselwirkung einzustellen und die Stabilität der Mischung gegen Kollaps und Phasenseparation bei attraktiver und repulsiver Wechselwirkung zu vermessen.Die Laserkühlung von 41 K wird es erlauben, im selben Maÿe quantenentartete Bose-Bose-Mischungen zu untersuchen und die vorhergesagten Feshbach-Resonanzen experimentell zu überprüfen.Insbesondere erlaubt eine Überprüfung Aussagen über die Gültigkeit der häug verwendeten Born-Oppenheimer-Näherung für Molekülpotentiale.