Lanthanionen für Quanteninterface (LaIQ)

Wir sind mittlerweile daran gewöhnt, dass herkömmliche Computer und Geräte in Netzwerken verbunden sind von kleinen lokalen Netzwerken bis hin zum globalen Internet. Ebenso werden Quantengeräte wie Quantencomputer oder Sensoren ein breiteres Anwendungsspektrum bieten, wenn sie vernetzt sind und Quantennetzwerke bilden. Die Entwicklung solcher Netzwerke auf der Basis von Ionenfallen-Quantenprozessoren ist ein bedeutendes laufendes Forschungsprojekt an der Universität Innsbruck, das in Zusammenarbeit mehrerer Forschungsgruppen vorangetrieben wird. Diese Arbeit ist ein wichtiger Bestandteil breiterer nationaler und europaweiter Programme zum Aufbau von Quantennetzwerken. Im Zentrum solcher Netzwerke steht eine Schnittstelle zwischen Photonen und dem Quanten- prozessor, die in unserem Ansatz durch einen optischen Resonator realisiert wird, der die Ionen umgibt. Die zentralen Eigenschaften und damit die potenziellen Anwendungen des Netzwerks hängen davon ab, wie genau einzelne Photonen mit einzelnen Ionen im Resonator interagieren. In diesem neuen Projekt wollen wir Werkzeuge zur Kontrolle also zum Einfangen und Kühlen einer neuartigen Spezies gefangener Ionen entwickeln. Dank spezifischer innerer Eigenschaften, insbesondere eines starken Übergangs bei Telekommunikationswellenlängen, wird die Nutzung solcher Ionen die Kopplung zwischen einzelnen Photonen und Ionen verstärken und die Leistungsfähigkeit unserer Plattform für Quantennetzwerke radikal verbessern.