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Projekt laufend

QuSel

Erzeugung hochverschränkter atomarer Quantenzustände in optischen Gittern mittels zustandsselektiver Mikrowellenselektion

Thema Basistechnologien für Quantentechnologien

Fördermaßnahme Wissenschaftliche Vorprojekte (WiVoPro)

Projektlaufzeit 01.10.2025 - 30.09.2028

Projektvolumen 582960

Förderquote zu 100 % durch das BMFTR gefördert

Geram Hunanyan

Apparatur für ultrakalte Rubidium-Atome

Beschreibung

Motivation 

In diesem Projekt soll die technologische Basis für eine entscheidende Verbesserung von auf ultrakalten Atomen basierenden Quantencomputer gelegt werden, der auf messbasierten Algorithmen beruht. Bei diesem Verfahren erfolgt die Verarbeitung von Quanteninformation durch einfache Messungen an Quantenbits die in einem stark verschränkten Zustand präpariert sind, als Alternative zur herkömmlichen Gatter-basierten Quantenberechnung. Die Schwierigkeit einen Quantencomputer zu realisieren, verlagert sich hier im Wesentlichen von den üblichen Anforderungen an eine hohe Qualität der Gatteroperationen auf die Anforderung, geeignete, massiv verschränkte Ressourcenzustände, die sogenannten Clusterzustände, bereitzustellen.

Ziele und Vorgehen

Ziel des Projektes ist die Realisierung eines Demonstrators für hoch verschränkte atomare Clusterzustände mit einem Verfahren, das eine Parallelisierung der Verschränkungsoperationen und damit eine Skalierung zu praxisrelevanten Qubitzahlen erlaubt. Dabei werden die kalten Atome in einem Gitter gefangen, wobei die erforderlichen Laserpinzetten, die für einen bestimmten internen Atomzustand empfindlich sind, mit einer kombinierten Mikrowellen-optischen Technik realisiert sind. Dies ermöglicht sehr weit verstimmte Fallenlaserfelder, was störende Dekohärenzprosesse stark unterdrückt, während die für die Verschränkung der Atome nötige Zustandsselektivität erhalten bleibt.

Innovation und Perspektiven

Ultrakalte in optischen Gittern gespeicherte Atome stellen eine attraktive Plattform für die Realisierung von Quantencomputern und für Quantensimulatoren dar. Das QuSel-Projekt soll es ermöglichen, die diesem System aufgrund der Periodizität der Gitterpotentiale innewohnende Redundanz für fehlertolerante und skalierbare Quantenrechnungen zu nutzen.

 

Projektkoordination

Prof. Dr. Martin Weitz

E-Mail: weitz@uni-bonn.de

Weitere Infos
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