Hannover 2003 – wissenschaftliches Programm

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Q: Quantenoptik

Q IV: HV IV

Q IV.1: Hauptvortrag

Freitag, 28. März 2003, 11:00–11:45, E001

Quanteninformationsverarbeitung mit Solitonen — •Natalia Korolkova — Zentrum für Moderne Optik, Universität Erlangen-Nürnberg, Staudtstr. 7, 91058 Erlangen

Solitonen sind ein spezifisches Wellenphänomen, das in Systemen mit nichtlinearen, dynamischen Eigenschaften auftritt. Optische Solitonen in Glasfasern sind Lichtpulse, die bei der Ausbreitung und Kollision durch das Zusammenspiel von chromatischer Dispersion und Kerr-Nichtlinearität der Faser stabil bleiben. Die Verwendung intensiver, kurzer und stabiler Pulse erlaubt die volle Ausnutzung der Nichtlinearität für die Herstellung quantenrauschreduzierter Zustände, die zur Verschränkungserzeugung durch eine lineare Interferenz dienen [1]. Solitonen eignen sich damit besonders für die Quanteninformation mit kontinuierlichen Variablen. Viele Protokolle und Operationen lassen sich dabei durch einfache interferometrische Schemata realisieren, außerdem stehen effiziente und deterministische Quantenquellen sowie einfache effiziente Detektionsschemata zur Verfügung. Eine neuartige Resource für die Quantenkommunikation wird außerdem durch die komplexe interne Quantenstruktur der Solitonen geliefert. Diese entwickelt sich bei der Ausbreitung der Pulse in einem nichtlinearen Medium und führt zu Quantenkorrelationen innerhalb eines Pulses und zwischen den Pulsen. Im Vortrag werden die Konzepte der experimentellen Quantenkommunikation mit intensiven Solitonenpulsen und die neueren Entwicklungen auf dem Gebiet vorgestellt, darunter die Erzeugung und Charakterisierung von Verschränkung, die Quantenkryptographie und die Quantennetzwerke.

[1] Ch. Silberhorn et al, Phys. Rev. Lett. 86, 4267 (2001).