Arbiträrsignalgenerator für photonische Quantensignalverarbeitung

• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung in 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 496062341

Der Umfang dieses Geräteantrags der Arbeitsgruppe "Photonische Quantentechnologien" der Leibniz Universität Hannover umfasst eine photonische Signalverarbeitungseinheit für Quanten- und klassische Signale, bestehend aus einem schnellen 50 GHz Arbiträrsignalgenerator (AWG), zwei schnellen HF-Verstärkern und einem IQ-Modulator (In-Phase- und Quadraturmodulation). Das Instrument wird zur Erforschung und Entwicklung neuartiger ultraschneller Manipulationsschemata für frequenz-zeitkodierte klassische Signale und Quantenzustände eingesetzt, wobei der Schwerpunkt auf der Bereitstellung neuartiger Verarbeitungsmethoden für die Implementierung von Quanteninformationsverarbeitungsalgorithmen wie z. B. maschinelle Lernaufgaben liegt. Insbesondere soll diese Einheit in Kombination mit sogenannten Quantenfrequenzkämmen, d.h. Photonen bestehend aus vielen Frequenzkomponenten, eingesetzt werden, um eine schnelle Kontrolle und Modifikation der bereitgestellten hochdimensionalen Quantenzustände zu ermöglichen, und so skalierbare Transformationssysteme für die Realisierung und Verarbeitung komplexer Quantenzustände zu erzeugen. Die Zeit-Frequenz-Kodierung von Quantenzuständen erfordert hier ausgefeilte Methoden zur Manipulation, die mit einer schnellen IQ-Modulation (die den Zugriff auf Phase und Amplitude erlaubt) als neuartiger Ansatz zur photonischen Quantenzustandssteuerung erreicht werden kann. Darüber hinaus wird das System für die klassische ultraschnelle Signalverarbeitung von Nutzen sein, wo Feedback-Loop-Ansätze in Kombination mit der gezielten IQ-Modulation zur Implementierung und Demonstration neuartiger klassischer Optimierungs- und Mustererkennungsaufgaben führen können.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Arbiträrsignalgenerator für photonische Quantensignalverarbeitung
• Gerätegruppe: 6340 Funktionsgeneratoren
• Antragstellende Institution: Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover
• Leiter: Professor Dr. Michael Kues