Optisch adressierbare Spins von molekularen Seltenerd-Ionen für die Quanteninformationsverarbeitung (C02)

• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie ; Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung ; Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 471424360

Ziel des Projekts ist es, molekulare Lanthanoid- (Ln) oder Seltenerd-Ionen (REI) für die Quanteninformationsverarbeitung (QIP) und Quantennetzwerkanwendungen zu untersuchen und zu etablieren. REI, die bisher hauptsächlich in Festkörperkristallen untersucht wurden, bieten kohärente Kernspinzustände in denen Quantenzustände gespeichert werden können, und schmalbandige optische 4f-4f-Übergänge die für das direkte optische Auslesen und die Kontrolle der Spinzustände genutzt werden können. Damit sind sie erstklassige Kandidaten, um langlebige Quantenspeicher und Qubits zu realisieren, die in der Lage sind, Quantenlogik-Gatter auszuführen. Wir werden dafür molekulare Seltenerd-Komplexe mit maßgeschneiderten optischen und Spin-Eigenschaften entwickeln und das optische Auslesen von Spins untersuchen, mit dem Ziel der Einzel-Ionen-Detektion und Qubit-Kontrolle durch Kopplung von Ionen an optische Mikroresonatoren.

• DFG-Verfahren: Sonderforschungsbereiche
• Teilprojekt zu: SFB 1573: 4f for Future
• Antragstellende Institution: Karlsruher Institut für Technologie
• Teilprojektleiter: Professor Dr. David Hunger; Professor Dr. Mario Ruben; Professor Dr. Michael Seitz