Erzeugung nicht-klassischer elektromagnetischer Strahlung durch supraleitende Quantenschaltungen. Anwendung für hochauflösende Spektroskopie.

• Antragsteller: Dr. Michael Marthaler
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Physik der kondensierten Materie ; Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 277008891

In diesem Projekt wollen wir folgende Ideen verfolgen: (i) die Verwendung supraleitender Schalt\-kreise im Quantenregime zur Erzeugungnicht-klassischer elektromagnetischer Strahlung und (ii) den Einsatz dieser Strahlung zur Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses bei der Raman-Spektroskopie. Unter Ausnutzung eines Laser-artigen Prozesses soll in einer an supraleitende Qubits gekoppelten Cavität eine stark sub-Poisson'sche Verteilung erzeugt werden. Durch den Josephson Effekt kann diese Kopplung stark nicht-linear sein. Schon vor einiger Zeit wurde gezeigt, dass das Signal-Rausch-Verhältnis der Raman-Spektroskopie durch Einsatz einer solchen sub-Poisson'schen Verteilung stark verbessert werden kann. Mikrowellen Spektroskopie wird unter anderem zur Studie biologischer Moleküle eingesetzt. Dies findet zwar oft bei tiefen Temperaturen statt, z.B. bei 4 Kelvin. Supraleitende Schaltkreise werden aber normalerweise bei ca. 20mK betrieben. Die Konsequenzen eines solch starken Temperaturunterschieds wird ein weiterer Teil (iii) unseres Projektes sein.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Professor Dr. Gerd Schön; Professor Dr. Alexander Shnirman