ForschungGrundlagen
A5 - Enabling Technologies for Atomic Quantum Systems

A5 - ENABLING TECHNOLOGIES FOR ATOMIC QUANTUM SYSTEMS

Eine Quanten-Falle in Chip-Größe (Quelle: Arbeitsgruppe C.Ospelkaus/PTB)

Skalierbare, mikrofabrizierte neutrale Atom- und Ionenfallen werden derzeit von mehreren führenden internationalen Institutionen verfolgt, da es eine höchst relevante technologische Entwicklung für zukünftige atomare Systeme darstellt. Die Forscher von QuantumFrontiers haben wesentlich zu diesem Gebiet beigetragen durch die Entwicklung von Wafer-Stack-Ionenfallen für ultrapräzise Frequenzmetrologie, Neutralteilchen-Fallen für kompakte Quantensensoren und mehrschichtige Oberflächenelektroden-Ionenfallen mit integrierter Mikrowellensteuerung. Bisher wurden vereinzelte Versuche unternommen, optische Komponenten wie Spiegel, Wellenleiter und diffraktive Optiken auf Chipfallen zu integrieren. Mit QuantumFrontiers haben wir die einzigartige Möglichkeit, die Fähigkeiten von Chipfallen durch die Kombination der Expertise unserer Forscher im Bereich Nanoengineering und Quantum Engineering zu erweitern. Dem Konsortium stehen Expertinnen und Experten mit folgender Expertise zur Verfügung:

  • Atomfallen in Chip-Größe
  • optische Nanostrukturen wie Wellenleiter und diffraktive Optiken
  • Nano-LEDs und hybride Integrationsansätzen.

Dieser Ansatz wird durch die für die LISA-Pathfinder-Mission verwendete optische Bondtechnologie ergänzt mit der Fasertechnologie kombiniert wird, um Labor-Quantensensoren in feldbenutzbare Geräte umzuwandeln. Alle Einrichtungen, die auf verschiedene Institutionen verteilt sind, werden erstmals in einer interinstitutionellen "TrapFab" (Fallen-Fabrik) gebündelt und koordiniert.