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Quantenmessungen

Quantenzufallszahlengenerator

Quantenzufallszahlengeneratoren haben das Potential echt zufällige Zahlen zu erstellen. Dies ist für viele verschiedene Anwendungen von großer Wichtigkeit, u.a. für Simulationen oder Kryptographie. Unser Zufallszahlengenerator [1] misst das Rauschen eines Vakuumzustandes, wofür ein einfacher homodyne Detektor benutzt wurde. Die Daten werden entsprechend nachbearbeitet um sicher zu gehen, dass nur Quantenrauschen benutzt wurde, um Zufallszahlenen zu generieren.

Involved in this project is:
Christian Gabriel,   Christoffer Wittmann,   Denis Sych ,   Ruifang Dong,   Christoph Marquardt,   Gerd Leuchs

[1]
Christian Gabriel, Christoffer Wittmann, Denis Sych, Ruifang Dong, Wolfgang Mauerer, Ulrik L. Andersen, Christoph Marquardt, Gerd Leuchs
 

Artists' illustration of the continuous variable quantum random number generator. Design by Michael Förtsch.

Abb. 1: Isofläche und Projektionen der rekonstruierten Quasiwahrscheinlichkeit eines polarisations-gequetschten Zustands im Stokes-Raum.

Tomographie polarisationsgequetscher Zustände

Bisher wurde polarisationsgequetschtes Licht allein durch die Varianzen der Stokes-Parameter charakterisiert. Mittels unserer faserbasierten Quelle gequetschten Lichts konnten wir erstmalig eine vollständige Rekonstruktion eines polarisationsgequetschten Zustands durchführen <nobr>(vgl. Abb. 1).</nobr>

An diesem Projekt ist beteiligt:
Ruifang Dong
,   Christoph Marquardt,   Gerd Leuchs

Ch. Marquardt, J. Heersink, R. Dong, M.V. Chekhova,
A.B. Klimov, L.L. Sanchez-Soto, U.L. Andersen, G. Leuchs,
Phys. Rev. Lett. 99, 220401
(2007).  [preprint]

Neuartige Quantenempfänger

Quantenzustandsunterscheidung ist grundlegend für optische
Kommunikation und Quantensignaldetektion. Ein wichtiges
Qualitätskriterium stellt dabei die Fehlerrate dar. Für ein Paar
kohärenter Zustände stellt die Homodyndetektion eine effektive
Art dar, Quantenzustände mit nahezu minimalem Fehler zu
unterscheiden. Ein auf Photonenzählung basierender
Empfänger führt bei ausreichend hoher Signalintensität zu noch
kleineren Fehlerraten. Um auch bei kleineren Intensitäten eine
Verbesserung gegenüber der Homodyndetektion zu erreichen,
bauen wir momentan einen neuartigen Quantenempfänger auf.

An diesem Projekt beteiligt sind:
Christian Müller
,   Christoffer Wittmann,   Christoph Marquardt,   Gerd Leuchs

[1] Christoffer Wittmann, Masahiro Takeoka, Katiuscia N.
     Cassemiro, Masahide Sasaki, Gerd Leuchs,
     and Ulrik L. Andersen,
     Phys. Rev. Lett 101, 210501-4 (2008). [preprint]

[2] Christoffer Wittmann, Ulrik L. Andersen, and Gerd Leuchs,
     J. Mod. Opt. 57, 213 (2010). [preprint]

[3] C. Wittmann, U. L. Andersen, M. Takeoka, D. Sych, and
     G. Leuchs,
     Phys. Rev. Lett 104, 100505  (2010). [preprint]

[4] C. Wittmann, U. L. Andersen, M. Takeoka, D. Sych, and
     G. Leuchs,
     Phys. Rev. A 81, 062338  (2010). [preprint]

[5] Leonid A. Krivitsky, Ulrik L. Andersen, Ruifang Dong,
     Alexander Huck, Christoffer Wittmann, and Gerd Leuchs,
     Opt. Lett. 33, 2395-2397  (2008). [preprint]

[6] Leonid A. Krivitsky, Ulrik L. Andersen, Ruifang Dong,
     Alexander Huck, Christoffer Wittmann, and Gerd Leuchs,
     Phys. Rev. A 79, 033828-6  (2009). [preprint]