Integriert optische Quantensysteme aus Fluor-Donator Qubits

• Applicant: Professor Dr. Klaus Lischka
• Subject Area: Experimental Condensed Matter Physics
• Term: from 2012 to 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 201128336

Ziel des beantragten Projektes ist die Entwicklung von integriert-optischen Qubits aus einzelnen Fluor-Donatoren in epitaktisch gewachsenen ZnSe Quantenstrukturen. In der Vorarbeit zu diesem Projekt haben wir erstmals nachgewiesen, dass unabhängige Halbleiter-Nanostrukturen (Fluor-dotiertes ZnSe) ununterscheidbaren Photonen emittieren. Fluor-Donatoren bilden in ZnSe wohldefinierte atomartige Zustände, die in Kombination mit geeigneten Mikroresonatoren stationäre Qubits bilden. Diese Qubits profitieren von den besonderen Eigenschaften der Festkörpermatrix: In dem direkten Halbleiter ZnSe besteht eine starke Wechselwirkung zwischen Photonen und den Fluor- Donatoren, so dass die stationären Qubits effizient optisch manipuliert werden können. Andererseits kann die Spin-Wechselwirkung der stationären Qubits mit der Festkörperumgebung (Dephasierung) speziell bei ZnSe durch die Verwendung von Kernspin- freien Quellenmaterialien bei der Herstellung stark reduziert werden. Aufgrund dieser genannten Eigenschaften besitzt F-dotiertes ZnSe ein großes Potential als skalierbares Qubit, um Prozesse der Quanteninformation, die bisher hauptsächlich in Atomund Ionenfallen demonstriert wurden, in den Festkörper zu übertragen.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Persons: Privatdozent Dr. Alexander Pawlis; Professor Dr. Rolf Schuhmann