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Rinner, Stefan

Ein-Atom-Maser: Erzeugung verschränkter Zustände und Dekohärenzuntersuchungen

Rinner, Stefan (2004) Ein-Atom-Maser: Erzeugung verschränkter Zustände und Dekohärenzuntersuchungen. Dissertationsreihe der Fakultät für Physik der Universität Regensburg 16, PhD, Universität Regensburg.

Date of publication of this fulltext: 24 May 2004 15:34
Thesis of the University of Regensburg
DOI to cite this document: 10.5283/epub.10199


Abstract (German)

Es werden Experimente am Ein-Atom-Maser (Mikromaser) zu den Grundlagen der Quantenmechanik vorgestellt. Insbesondere wird auf die Relevanz des Dekohärenzproblems hinsichtlich der Realisierung von Quantencomputern eingegangen. Die vorgestellten Experimente bilden ein einfaches Modellsystem, an dem sich dieser Vorgang studieren lässt. Hauptaugenmerk liegt auf der Erzeugung eines ...

Es werden Experimente am Ein-Atom-Maser (Mikromaser) zu den Grundlagen der Quantenmechanik vorgestellt.
Insbesondere wird auf die Relevanz des Dekohärenzproblems hinsichtlich der Realisierung von Quantencomputern eingegangen.
Die vorgestellten Experimente bilden ein einfaches Modellsystem, an dem sich dieser Vorgang studieren lässt.
Hauptaugenmerk liegt auf der Erzeugung eines Superpositionszustands, der nur aus den |0>- und |1>-Komponenten des Photonfeldes des Mikromasers besteht. An ihm lassen sich die Auswirkungen der Dekohärenz besonders deutlich studieren (nur zwei Komponenten bilden den überlagerten Zustand).
Das gleiche Ziel lässt sich durch Kopplung zweier Mikromaser erreichen, von denen einer den Vakuumzustand |0>, der andere den Ein-Photon-Zustand |1> enthält. Die erwünschte kohärente Überlagerung entsteht hier durch das Tunneln des Photons zwischen den gekoppelten Resonatoren.
Zusätzlich enthält die Arbeit Vorschläge, wie mit dem Ein-Atom-Maser die Bell'sche Ungleichung getestet und die Teleportation eines Quantenzustands verwirklicht werden kann.

Translation of the abstract (English)

This work contains proposals for Micromaser-experiments concerning the fundamentals of quantum mechanics. The problem of decoherence is an important obstacle to the realisation of quantum computers. The proposed experiments allow the investigation of the decoherence process on a fundamental level. The main point is the preparation of superposition of |0>- and |1>- photon states in the micromaser. ...

This work contains proposals for Micromaser-experiments concerning the fundamentals of quantum mechanics.
The problem of decoherence is an important obstacle to the realisation of quantum computers.
The proposed experiments allow the investigation of the decoherence process on a fundamental level.
The main point is the preparation of superposition of |0>- and |1>- photon states in the micromaser. This is the most simple example of superpositions at which the effects of decoherence can be studied (only two components involved).
Second, coupling two micromasers (one in the |0>-state, the other in the |1>-state) produces the desired coherent superposition through tunneling of the photon between the two coupled resonators.
Additionally, this work contains proposals concerning the realisation of a micromaser experiment testing Bell's inequality and the realisation of teleporting an unkown quantum state between micromaser cavities.


Involved Institutions


Details

Item typeThesis of the University of Regensburg (PhD)
Series of the University of Regensburg:Dissertationsreihe der Fakultät für Physik der Universität Regensburg
Volume:16
Date23 May 2004
RefereeErnst (Prof. Dr.) Werner
Date of exam9 March 2004
InstitutionsPhysics > Institute of Theroretical Physics > Chair Professor Braun > Group Vladimir Braun
Classification
NotationType
03.65.UdPACS
42.50.PqPACS
03.65.YzPACS
03.67.MnPACS
KeywordsKohärenz , Ein-Atom-Maser , Entangled state , Quantenteleportation , Master-Gleichung , Dichtematrix , Garching <München> / Max-Planck-Institut für Quantenoptik , Quantenoptik , Dekohärenz , Bellsche Ungleichung , dynamischer Starkeffekt , decoherence , Bell inequality , dynamic Stark shift , quantum teleportation , micromaser
Dewey Decimal Classification500 Science > 530 Physics
StatusPublished
RefereedYes, this version has been refereed
Created at the University of RegensburgYes
URN of the UB Regensburgurn:nbn:de:bvb:355-opus-3794
Item ID10199

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