Berlin 2008 – wissenschaftliches Programm

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 31: Praktika III (moderne Experimente)

DD 31.1: Vortrag

Donnerstag, 28. Februar 2008, 14:20–14:40, EW 015

Experimente mit planaren segmentierten Paulfallen — •Stephan Schulz, Frank Ziesel und Ferdinand Schmidt-Kaler — Universität Ulm, Institut für Quanteninformationsverarbeitung, Albert-Einstein-Allee 11, 89069 Ulm

Segmentierte planare Paulfallen zur Speicherung und Manipulation von Qubit-Systemen auf der Basis von Ionenkristallen sind in der Quanteninformationsverarbeitung Gegenstand aktueller Forschung. Eine zweidimensionale Fallengeometrie ermöglicht einen sehr guten optischen Zugang im gesamten Halbraum und eine hohe Skalierbarkeit der Segmentierung gegenüber dreidimensionalen konventionellen Paulfallen. Die Segmentierung der Fallenelektroden erzeugt individuell ansteuerbare Miniaturmikrofallen, die die Trennung, Zusammenführung und das Verschieben von linearen Ionenketten ermöglichen [1].

Es werden Experimente mit einer segmentierten planaren Oberflächenfalle für Mikroteilchen gezeigt, die aus 30 separat ansteuerbaren Elektrodenpaaren besteht. Das Trennen, das Zusammenfügen und der Transport von linearen Mikroteilchenkristallen über eine Kreuzung in der Fallengeometrie zeigen den aktuellen Bezug zum derzeitigen Stand der Forschung bei Experimenten zur Entwicklung von Quantencomputern. Die Experimentansteuerung erlaubt die individuelle Wellenformgenerierung von 32 Kanälen bis 300V und eine programmierbare Wechselspannung bis 1000V mit einer Grenzfrequenz von 1000Hz. Qualitative Versuche und quantitative Auswertungen z.B. zum Verhalten der Ionenkristalle zeigen den Bezug zum Praktikumsversuch.

[1] Pearson et al., Phys. Rev. A 73, 032307 (2006).