Quantenbauelemente – integriert, optisch, skalierbar (Qinos)
Overview
Motivation
Optische Quantennetzwerke bilden die Basis für zukünftige photonische Quantentechnologien (Stichwort: Quanteninternet). Eine gro?e Herausforderung bei der Realisierung solcher Netzwerke ist die Notwendigkeit, viele Bauteile in einem gro?en System zu verschalten. Ein erprobter Ansatz hierfür ist die Verwendung integrierter photonischer Technologien. Für Quantenanwendungen ist insbesondere das Material Dünnschicht Lithium Niobat (LNOI) ein vielversprechender Kandidat, da dieser bisher nicht umsetzbare Funktionalit?ten, wie schnelle elektrooptische Schalter oder hocheffiziente Photonenpaarquellen, erm?glicht. Hier wurden bereits die relevanten Einzelkomponenten demonstriert, jedoch k?nnen bisher keine gro?en Netzwerke realisiert werden.
Objective
Das Ziel dieses Projekts ist die Realisierung eines ersten, einfachen integrierten Quantennetzwerks auf der LNOI Plattform. Dieses wird bereits die Basisfunktionalit?ten gro?er Netzwerke demonstrieren. Im Speziellen wird unser Netzwerk eine integrierte Photonenpaarquelle mit einem integrierten wellenl?ngenselektiven Strahlteiler vereinen. Die durch Laserlicht erzeugten Photonen werden aufgetrennt und in unterschiedlichen Ausg?ngen zur Verfügung gestellt. Damit wird die effiziente Erzeugung von Quantenlicht und das Routing von Photonen in einem Quantennetzwerk gezeigt.
Innovation
Das Projekt schafft die Grundlagen, um skalierbare, integriert optische Quantennetzwerke herzustellen. Auf Basis der in diesem Projekt erzielten Ergebnisse k?nnen in Zukunft multifunktionale, anwendungsorientierte Quantenbauelemente realisiert und zu gro?en, komplexen Netzwerken verschaltet werden. Darüber hinaus soll die gesamte Wertsch?pfungskette für die photonische Quantenhardware in die industrielle Anwendung geführt werden.
