TY  - THES
AB  - In einer Paul-Falle gespeicherte, laser-gekühlte atomare Ionen
können als elementare quantenmechanische Schalteinheiten für die
Quanteninformationsverarbeitung (QIV) genutzt werden. Hierfür  muss
die Adressierung einzelner Ionen und die Wechselwirkung der Ionen
untereinander gewährleistet werden. Hierzu wurde ein Konzept
(magnetic gradient induced coupling, MAGIC) vorgeschlagen, welches
einen Magnetfeldgradienten ausnutzt, um Ionen im Frequenzraum
mittels Strahlung im Radiofrequenz- oder Mikrowellen-Bereich zu
adressieren. Dabei wird die magnetfeldabhängige Aufspaltung der
inneren Zustände der Ionen ausgenutzt. Zusätzlich kann eine
Spin-Spin Kopplung zwischen den gespeicherten Ionen in einer Kette
realisiert werden.

In dieser Arbeit werden erste Ergebnisse präsentiert um eine
Oberflächenfalle für die QIV im Zusammenhang mit dem Konzept MAGIC
nutzbar zu machen. Diese neuartige Falle ist eine miniaturisierte,
segmentierte Paul-Falle, bei der die zum Speichern von Ionen
notwendige Elektrodenstruktur auf eine einzige Ebene verlagert
werden kann und Ionen oberhalb dieser Ebene gespeichert werden
können. Es wird die Infrastruktur für die Herstellung einer
Oberflächenfalle an unserem Institut geschaffen und mittels
optischer Lithographie und Galvanik wird ein Fallenchip mit einer
Elektrodendicke von 8,5 µm mit einer Oberflächenrauheit von
20-30 nm produziert. Dieser beinhaltet eine
neuartige stromdurchflossene Struktur, die es erlaubt einen räumlich
und zeitlich variablen Magnetfeldgradienten am Ort der Ionen zu
erzeugen. Das Speichern von 172Yb+ Ionen über einige Stunden
hinweg wird demonstriert. Mit Hilfe der Radiofrequenz-optischen
Doppelresonanz-Spektroskopie wird der Magnetfeldgradient vermessen.
Erstmals ist an einer Oberflächenfalle eine Adressierung im
Frequenzraum von drei Ionen mittels angelegtem Gradienten
demonstriert worden. Die Güte der individuellen Adressierung der
Ionen beträgt F = 0,52(1). Diese ist aktuell durch Imperfektionen
der zuführenden Leiterbahnen begrenzt. In naher Zukunft sollten
Gradienten um 20 T/m realisierbar sein, was zu einer Güte nahe 1
führen sollte.
AU  - Kunert, Peter Josef
DA  - 2013
KW  - Paul-Falle
KW  - Quantenoptik
KW  - Ionenfalle
KW  - Oberflächenfalle
KW  - Quanteninformationsverarbeitung
KW  - quantum optics
KW  - ion trap
KW  - surface trap
KW  - quantum information processing
KW  - MAGIC
LA  - ger
PY  - 2013
TI  - Eine planare mikrostrukturierte Paul-Falle mit integrierter Struktur für einen veränderbaren Magnetfeldgradienten
TT  - Eine A planar micro-structured Paul trap with an integrated structure for a versatile magnetic field gradient
UR  - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:467-7797
Y2  - 2024-11-22T07:08:37
ER  -