Physiker koppeln Quantensysteme durch Licht

08. Mai 2020 10:54

Basel/Hannover - Erstmals ist es Forschenden der Universität Basel gelungen, Quantensysteme über eine grössere Distanz stark miteinander zu verbinden. Mit einer Laserlichtschleife konnten diese nahezu verlustfrei Informationen austauschen und miteinander wechselwirken.

Bisher war eine hinreichend starke Wechselwirkung auf kurze Distanzen beschränkt, etwa auf demselben Chip oder in derselben Vakuumkammer. Physikern um Philipp Treutlein vom Departement Physik der Universität Basel und dem Swiss Nanoscience Institute (SNI) konnten nun erstmalig eine starke Kopplung zweier Systeme über eine grössere Distanz erzeugen. Dafür verwendeten sie einen Laserstrahl, der mehrmals zwischen den beiden Systemen hin und her geschickt wurde.

Das Experiment beruht auf einem Konzept, das die Forscher gemeinsam mit dem theoretischen Physiker Klemens Hammerer von der Leibniz Universität Hannover entwickelt haben. „Das Licht verhält sich dann wie eine mechanische Feder, die zwischen Atomen und Membran gespannt wird und Kräfte zwischen ihnen vermittelt“, erklärt Thomas Karg in einer Medienmitteilung. Er führte die Experimente im Rahmen seiner Doktorarbeit an der Universität Basel durch. Sie wurden vom Europäischen Forschungsrat und von der SNI-Doktorandenschule gefördert.

Die Kopplung von Quantensystemen mit Licht sei sehr flexibel und vielseitig einsetzbar, etwa für die Quantensensorik, so Forschungsleiter Treutlin. Auch bei Systemen, die für das Quantencomputing erforscht werden, könnte diese neue Methode Anwendung finden. „Wir haben hier ein neues und sehr nützliches Werkzeug im Baukasten der Quantentechnologie.“ mm

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