QuantumGuide

Eine Vielzahl unterschiedlicher Quantentechnologien, wie Quantencomputer, Quantensensoren oder optische Uhren, befinden sich aktuell in der Vorbereitung zur Markteinführung. All diese Geräte reagieren hoch sensitiv auf störende Einflüsse in ihrer Umgebung. Gleichzeitig wird eine bestmögliche Integration in die sie umgebende Technik angestrebt, sodass der Kernbereich dieser Geräte oft nur wenige Millimeter groß ist. Viele dieser Anwendungen basieren auf lasergekühlten Atomen oder Ionen. Eine wesentliche Limitierung für die Leistungsfähigkeit und die Strukturgröße ist daher die Quelle der benötigten Atome: Dies ist typischerweise ein Ofen, der auf bis zu 700°C aufgeheizt werden muss. Dieser Ofen degradiert das benötigte Vakuum und verhindert eine Miniaturisierung der Apparatur.

Ziel dieses Projektes ist es, lasergekühlte Atome durch eine optische Hohlkernfaser aus einer separaten Präparationskammer in den Kernbereich eines Quantencomputers oder Quantensensors einzubringen. Diese Lösung erlaubt so eine weitere Miniaturisierung und Leistungssteigerung der Geräte.

Das Führen von ultrakalten Atomen durch Hohlkernfasern ist im Labor bereits demonstriert worden. In diesem Projekt soll das Verfahren nun auf eine allgemeinere Klasse von Elementen erweitert werden. Die Strecke, über die Atome geführt werden können, soll von wenigen Zentimetern auf einige Meter verlängert werden. Schließlich soll es möglich sein, einzelne Atome „auf Knopfdruck“ bereit zu stellen. Zur Führung von Lichtfeldern sind Glasfasern und Wellenleiter zu einer etablierten Technologie gereift. Vision des Projekts ist es, auch lasergekühlte Atome durch analoge Netzwerke von Hohlkernfasern führen zu können.