Quantensysteme Logo
Projekt laufend

MESSIC

Verschränkte Vielphotonenzustände von einem Siliziumchip

Thema Basistechnologien für Quantentechnologien

Fördermaßnahme Wissenschaftliche Vorprojekte (WiVoPro)

Projektlaufzeit 01.03.2024 - 28.02.2027

Projektvolumen 598920

Förderquote zu 100,0 % durch das BMFTR gefördert

Symbolbild: 3D-Modell eines Glasfaserkabels
C. Hohmann, MCQST

Einzelne Erbium‐Atome in einer photonischen Nanostruktur werden genutzt, um verschränkte Zustände vieler Photonen zu erzeugen, die mit konventioneller Glasfasertechnik kompatibel sind.

Beschreibung

Motivation

Verschränkte Photonen haben in der Quantentechnologie eine herausragende Stellung, weil sie es erlauben, Quanteninformation über große Distanzen in Glasfasern zu übertragen. Darüber hinaus lassen sie sich mit photonischen Silizium‐Chips kontrollieren und verarbeiten, was schnelle Quantencomputer auf Basis etablierter Halbleiter‐Fertigungsprozesse ermöglicht. Trotz jahrzehntelanger Forschungstätigkeit ist es jedoch bisher nicht gelungen, eine Quelle verschränkter Photonen zu realisieren, die den hohen Anforderungen an die Effizienz und Kohärenz genügt, und die sich gleichzeitig in einem skalierbaren Verfahren herstellen lässt.

Ziele und Vorgehen

Im Projekt MESSIC sollen die genannten Hindernisse überwunden werden. Zu diesem Zweck werden einzelne Erbium‐Dotieratome in einen nanophotonischen Silizium‐Resonator integriert. Mit optimierter Auskopplung wird eine Effizienz >50% angestrebt. Durch Spinselektive Anregung sollen dann mehrere Photonen erzeugt werden, die mit dem Spin der Erbium‐Dotieratome verschränkt sind.

Innovation und Perspektiven

Erstens ermöglicht Silizium als Wirtskristall aufgrund der Reinheit kommerziell verfügbarer Wafer außergewöhnlich hohe Kohärenzzeiten. Zweitens lässt sich eine Photonenquelle auf Basiskommerzieller Silizium‐Technologie realisieren. Dies erschließt ein einmaliges Potential zur Realisierung skalierbarer Quantentechnologien. Drittens lassen sich dabei mehrere Dotieratome im selben Resonator integrieren und durch spektrales Multiplexing individuell adressieren. Dies könnte die Realisierung mehrdimensionaler Cluster‐Zustände ermöglichen und damit die Voraussetzungen schaffen für die Implementierung größerer photonischer Quantencomputer, für Quantensensoren mit erhöhter Präzision und für effiziente fehlerkorrigierte Quantennetzwerke.

Projektkoordination

Prof. Dr. Andreas Reiserer

E-Mail: andreas.reiserer@tum.de

Weitere Infos
Projektsteckbrief

Weitere Projekte dieser Fördermaßnahme

2DEALAS

Projektlaufzeit: -

ADOC

Projektlaufzeit: -

ALP-4-SiC

Projektlaufzeit: -

ActiNode

Projektlaufzeit: -

AeRa-Digital

Projektlaufzeit: -

AmbientKQE

Projektlaufzeit: -

C-MEOW

Projektlaufzeit: -

CE‐REX

Projektlaufzeit: -

CoLuM

Projektlaufzeit: -

CryoSoQ

Projektlaufzeit: -

DIGI‐VIEW

Projektlaufzeit: -

ED-VECSEL

Projektlaufzeit: -

EMDeN

Projektlaufzeit: -

EvaDetekt

Projektlaufzeit: -

FUMOS

Projektlaufzeit: -

FuNaPlas

Projektlaufzeit: -

GETNAB

Projektlaufzeit: -

GFORLASER

Projektlaufzeit: -

GISC

Projektlaufzeit: -

GRIN 2.0

Projektlaufzeit: -

HINODE

Projektlaufzeit: -

HoChSEE

Projektlaufzeit: -

Intelli-Las

Projektlaufzeit: -

KonneQt

Projektlaufzeit: -

LED-ETT

Projektlaufzeit: -

LINOBUS

Projektlaufzeit: -

MELODIS

Projektlaufzeit: -

MINOSENS

Projektlaufzeit: -

MIR-VCSEL

Projektlaufzeit: -

MesSi

Projektlaufzeit: -

MiLaQu

Projektlaufzeit: -

Nanopod

Projektlaufzeit: -

NbNanoQ

Projektlaufzeit: -

NewLife

Projektlaufzeit: -

OMiAS

Projektlaufzeit: -

ORION

Projektlaufzeit: -

OptoGaN

Projektlaufzeit: -

OptoMEMS

Projektlaufzeit: -

PLEKTRON

Projektlaufzeit: -

PhasTA

Projektlaufzeit: -

PhaseAdaptS

Projektlaufzeit: -

PhotoDynaLysis

Projektlaufzeit: -

PhotoPerM

Projektlaufzeit: -

PumpHEL

Projektlaufzeit: -

Q-CARDS

Projektlaufzeit: -

QC4EP

Projektlaufzeit: -

QLaser‐A

Projektlaufzeit: -

QSi2V

Projektlaufzeit: -

QUBIS

Projektlaufzeit: -

QVac

Projektlaufzeit: -

QWeld

Projektlaufzeit: -

QuMa2

Projektlaufzeit: -

QuSel

Projektlaufzeit: -

QuanTEAM

Projektlaufzeit: -

QuantumGyro

Projektlaufzeit: -

QuoAlA

Projektlaufzeit: -

SAEQS

Projektlaufzeit: -

SEM

Projektlaufzeit: -

SEMPA-Track

Projektlaufzeit: -

SPINCAV

Projektlaufzeit: -

SPOTLITE

Projektlaufzeit: -

SQCAM

Projektlaufzeit: -

SilQchip

Projektlaufzeit: -

Smart-Beam

Projektlaufzeit: -

TUNARR

Projektlaufzeit: -

U-dQPI

Projektlaufzeit: -

UKP-glass2met

Projektlaufzeit: -

UV-KrisP

Projektlaufzeit: -

UltraLOQ

Projektlaufzeit: -

VIOLET

Projektlaufzeit: -

VorZuQ

Projektlaufzeit: -

WelStaMu

Projektlaufzeit: -

ZIPlaK

Projektlaufzeit: -

e-BRDF

Projektlaufzeit: -

epiNV

Projektlaufzeit: -

miniLicht

Projektlaufzeit: -