Development and Characterization of Quantum Light Sources for Sensing and Communication

Dieses Projekt bringt komplementäre Forschungsgruppen aus vier Institutionen zusammen: der Universidade Federal do ABC (UFABC) und der Universidade de São Paulo (USP) in Brasilien sowie der Humboldt-Universität zu Berlin (HUB) und der Technischen Universität Berlin (TUB) in Deutschland. Die Zusammenarbeit wird eine gezielte Untersuchung von Quellen für Quantenlicht durchführen, die auf spezifische atomare Übergänge (Rubidium und Cäsium) sowie auf Telekommunikationswellenlängen, molekulare Absorptionslinien im Infrarotbereich und Wellenlängen maximaler Detektionsempfindlichkeit zugeschnitten sind. Ziel ist es, ihre Einsatzmöglichkeiten in Quantennetzwerken für die Kommunikation und in Mess- und Sensorsystemen zu untersuchen.
Über die Laufzeit von 24 Monaten wird sich das Projekt auf drei zentrale wissenschaftliche Ziele konzentrieren, mit dem Ziel, Quantenzustände des Lichts zu erzeugen und zu charakterisieren, die mit folgenden optischen Moden kompatibel sind:
• Quanten-Speicher auf Basis von Cäsium-Gaszellen (894 nm) und Rubidium-Gaszellen (780 nm).
• Verschränkte Moden bei Telekommunikationswellenlängen (1530–1565 nm), gefolgt von der Frequenzumwandlung eines Photons in den Bereich maximaler Empfindlichkeit von Silizium-Lawinenphotodioden (600–800 nm).
• Photonenpaare, die ein Photon innerhalb eines hocheffizienten Detektionsfensters (600–1625 nm) mit einem Partnerphoton kombinieren, das mit Molekülübergängen im nahen Infrarotbereich (> 2000 nm) resonant ist.