Quantum information with optical centers in diamond films

• Applicant: Professor Dr. Christoph Becher
• Subject Area: Optics, Quantum Optics and Physics of Atoms, Molecules and Plasmas
• Term: from 2006 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 24204133

Im Rahmen dieses Projekts wird die Eignung von optischen Defektzentren in Diamantfilmen für Anwendungen der Quanteninformationsverarbeitung untersucht. Die optischen Defektzentren sollen durch gezielt eingebrachte Dotierungsatome während des Filmwachstums erzeugt werden. Die wichtigsten Ziele des Projekts sind die deterministische Emission einzelner Photonen, die Kopplung optischer Zentren an Mikro-Resonatoren und die Demonstration elementarer Prozesse der Quanteninformationsverarbeitung mit optischen Technologien.In einem ersten Schritt werden optische Defektzentren in CVD-Diamantfilmen untersucht: Durch den Aufbau eines experimentellen Messplatzes zur optischen und quanten-optischen Charakterisierung sollen Dotierungsatome identifiziert werden, die sich aufgrund ihrer spektralen Eigenschaften für quanten-optische Experimente eignen. Ein weiterer Schritt ist die Realisierung nicht-klassischer Lichtquellen: Diese Lichtquellen zeichnen sich durch die gezielte und deterministische Emission einzelner Photonen aus, was u.a. eine wichtige Grundlage für die Verwendung dieser Lichtquellen in der Quantenkryptographie oder der Quanteninformation darstellt. Die Effizienz dieser Lichtquellen kann durch Ankopplung der Defektzentren an optische Resonatoren weiter gesteigert werden. Als letzter Schritt soll die kohärente optische Manipulation der Dotierungsatome untersucht werden. Eine erfolgreiche Demonstration dieser Schritte bildet eine Grundlage für die Anwendung optischer Defektzentren in Diamantfilmen für die Quanteninformation.

• DFG Programme: Research Grants