{"id":170979,"date":"2019-05-09T07:00:49","date_gmt":"2019-05-09T05:00:49","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=170979"},"modified":"2019-05-09T07:00:49","modified_gmt":"2019-05-09T05:00:49","slug":"quantensensor-zur-messung-von-lichtteilchen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/quantensensor-zur-messung-von-lichtteilchen\/","title":{"rendered":"Quantensensor zur Messung von Lichtteilchen"},"content":{"rendered":"

Forschende an der Universit\u00e4t Innsbruck entwickelten einen Quantensensor, der die zerst\u00f6rungsfreie Messung von Lichtteilchen erm\u00f6glicht. In Zukunft k\u00f6nnten damit auch die Quantenzust\u00e4nde des Lichts gemessen werden.<\/p>\n

Die Erwartungen an die Quantenphysik sind gro\u00df. Weltweit flie\u00dfen Milliarden in die Forschung. Profiteur der ersten Quantenrevolution war die Mikro-Elektronik, die unter anderem das Smartphone erm\u00f6glichte. In der zweiten Quantenrevolution geht es jetzt um die Entdeckung des Quantencomputers. An der Universit\u00e4t Innsbruck <\/em>arbeitet Tracy Northup<\/em><\/a> in dem vielversprechenden Feld. Sie forscht an der Entwicklung des Quanteninternets. Dabei baut sie Schnittstellen, mit denen Quanteninformation von Materie auf Licht \u00fcbertragen werden kann – und umgekehrt. \u00dcber diese Schnittstellen sollen Quantencomputer auf der ganzen Welt durch Glasfaserleitungen miteinander kommunizieren k\u00f6nnen. Das ist die Zukunft.<\/p>\n

Zerst\u00f6rungsfreie Messung von Lichtteilchen<\/h3>\n

Aktuell entwickelte die Forscherin einen Quantensensor f\u00fcr Lichtteilchen.\u00a0Ausgangsposition war der Photodetektor, der Licht in ein elektrisches Signal wandelt. Allerdings geht dabei das Licht verloren. Bei Northups<\/em> Quantensensor bleibt das Licht erhalten und die Lichtteilchen k\u00f6nnen zerst\u00f6rungsfrei gemessen werden.<\/p>\n

“Photodetektoren sind ausgezeichnete und erschwingliche Messger\u00e4te f\u00fcr Licht und in den meisten F\u00e4llen ist es kein Problem, dass das Licht bei der Messung verloren geht, das hei\u00dft vom Photodetektor absorbiert wird. Wenn man jedoch die Quanteneigenschaften von Licht wahrnehmen will, kann es wichtig sein, das Licht w\u00e4hrend des Prozesses nicht zu zerst\u00f6ren und es nur minimal durch die Messung zu st\u00f6ren. Das ist es, was unsere Methode bieten kann.” Tracy Northup<\/em><\/p><\/blockquote>\n

Im Experiment wurde ein elektrisch geladenes Kalziumatom (Ion) zwischen zwei Hohlspiegeln platziert und sichtbares Laserlicht durchgeleitet. Das Ion nimmt nur schwachen Einfluss auf das Licht. Wie Northup erkl\u00e4rt, erm\u00f6glicht diese Methode Quantenmessungen am Ion \u2013 und statistische Aussagen \u00fcber die Zahl der Lichtteilchen in der Kammer.<\/em> Bei der Interpretation der Messergebnisse wurden die Physiker von der Arbeitsgruppe um den Innsbrucker Quantenoptiker Helmut Ritsch<\/em><\/a> vom Institut f\u00fcr Theoretische Physik<\/em><\/a> unterst\u00fctzt.<\/p>\n

Ein Szenario, in dem der Quantensensor angewendet werden kann, ist die Erzeugung von Quantenlichtzust\u00e4nden. Diese sind in der Praxis nur schwer zu erzeugen. Es gibt jedoch eine Reihe von Anwendungen f\u00fcr solche Zust\u00e4nde in den Bereichen Quanteninformations-Verarbeitung und Quantencomputer.<\/p>\n

Erzeugung von speziellen Lichtfeldern<\/h3>\n

In der Laborarbeit beschr\u00e4nkten sich Northup <\/em>und ihr Team vom Institut f\u00fcr Experimentalphysik<\/em><\/a> zun\u00e4chst auf klassische Zust\u00e4nde. In Zukunft k\u00f6nnte der Quantensensor aber auch f\u00fcr die Messung der Quantenzust\u00e4nde von Licht genutzt werden. Northup<\/em>: “Wir gehen davon aus, dass es bereits m\u00f6glich ist, aber um dies zu tun, m\u00fcssen wir unser Experimentalsystem erst modifizieren.”<\/p>\n

In der Quantenoptik gibt es bestimmte Kriterien, nach denen man bestimmen kann, ob es sich um klassisches oder Quantenlicht handelt, erkl\u00e4rt die Forscherin. Eines dieser Kriterien ist,<\/p>\n