Quantenphänomene einzelner Photonen und Atome

Dieter Meschede

Wilfried Kuhn, Janez Strnad

Claude N. Cohen-Tannoudji, Bernard Diu, Franck Laloë

Friedrich-Schiller-Universität Jena. Multimediazentrum, Krüger, Heidemarie

Photonen sind Quanten des elektromagnetischen Feldes und damit Objekte in der Raumzeit. Ein einzelnes Photon ist durch seine Ausbreitungsrichtung und durch seine Quantenzahl gekennzeichnet. Die Detektion einzelner Photonen in der Quantenphysik ist möglich und wird durch hochempfindliche Detektoren erreicht, die auf quantenmechanischen Effekten basieren. Neueste Entwicklungen der Photonen-Messtechnik mit supraleitenden Nanodraht-Einzelphotonen-Detektoren mit einer Zeitauflösung von wenigen Pikosekunden (ps) ermöglichen nicht nur die Detektion einzelner Photonen, sondern auch die direkte Bestimmung der Quantenzahlen. Das ist von Interesse bei der digitalen sicheren Kommunikation mit einzelnen Photonen, beim optischen Rechnen mit einzelnen Photonen und bei der Bildgebung mit einzelnen Photonen. Dieser Vortrag nimmt Sie mit auf eine Reise in die Welt einzelner und verschränkter Photonen.

Gerhard Rempe

Abstract Die Quantenphysik ermöglicht die abhörsichere Übertragung geheimer Daten und die Realisierung eines Quantencomputers. Ideale Übermittler von Quanteninformation sind einzelne Photonen. Dazu müssen diese kontrollierbar sein. Neben Form, Polarisation und Frequenz lässt sich jetzt sogar die Phase einzelner Photonen steuern. Außer Anwendungen in Quanteninformationssystemen vertieft dies auch unser Verständnis der Teilcheneigenschaften von Licht.