Ionen-Spin-"Molekül" - Ein Vielteilchensystem nach Maß für die effiziente Erzeugung und den Nachweis von verschränkten Zuständen

离子自旋“分子”——专为高效生成和检测纠缠态而定制的多体系统

• 批准号: 69568045
• 负责人: Professor Dr. Christof Wunderlich
• 金额: --
• 依托单位: Lehrstuhl Experimentelle Quantenoptik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2007-12-31 至 2011-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/69568045?language=en
• 关键词: Ionen; Spin; Molek; Ein; Vielteilchensystem

Ein neuartiges physikalisches System – in einem elektrodynamischen Käfig gefangene Ionen mit langreichweitiger Wechselwirkung, ein Ionen-Spin-Molekül – soll erstmalig experimentell verwirklicht werden. Die Anzahl der Konstituenten eines solchen Ionen-Spin-Moleküls als auch deren Kopplungsstärke kann vom Experimentator eingestellt werden, darüber hinaus können die Ionen einzeln adressiert werden. Dieses Prototypsystem ist geeignet zur Untersuchung vielfältiger physikalischer Fragestellungen und eröffnet insbesondere neue Möglichkeiten zur effizienten Erzeugung und Analyse von großen verschränkten Systemen. Verschränkung bedeutet hier das Vorhandensein von nicht-klassischen Korrelationen, die eine quantenmechanische Beschreibung erfordern. Zunächst soll erstmalig eine besondere Klasse von verschränkten Zuständen massiver Teilchen, die sog. Cluster-Zustände erzeugt werden. Theoretische Untersuchungen zeigen, dass die Lebensdauer dieser Zustände nicht von der Größe des Systems (d. h. hier der Zahl der Konstituenten) abhängen sollte – eine Aussage, die im Widerspruch zur verbreiteten Annahme steht, dass nicht-klassische Korrelationen mit wachsender Größe eines Systems keine Rolle mehr spielen. Cluster-Zustände bilden auch die Basis für einen One-Way-Quantencomputer, einem neuen Paradigma für die Realisierung eines Quantenrechners. Der effiziente experimentelle Nachweis der Verschränkung von Vielteilchensystemen ist ein grundlegendes offenes Problem, dem sich dieses Vorhaben stellt. Die angestrebten Untersuchungen sind wichtig für die Quanten-Informationsverarbeitung, von grundlegendem Interesse für das bessere Verständnis des Verhältnisses zwischen Quantenwelt und klassischer Welt und weisen zahlreiche Verknüpfungen zu anderen Bereichen der Physik, Mathematik und Informatik auf.

Ein neuartiges Phykalisches System – in einem elektrodynamischen Käfig gefangene Ionen mit langreichweitiger Wechselwirkung, ein Ionen-Spin-Molekül – soll erstmalig Experimentell verwirklicht werden.实验者在沃登的实验过程中，他的主要工作是在沃登进行实验。有效地分析和分析整个系统。更大的Teilchen，die sog。 Cluster-Zustände erzeugt werden。 Cluster-Zustände bilden 是单向量子计算机的基础，是量子研究中的现实范式。有效实验 Nachweis der Verschränkung von Vielteilchensystemen ist ein grundlegendes offenes Problem, dem sich dieses Vorhaben stellt.物理学、数学和信息学。

项目成果

Designer spin pseudomolecule implemented with trapped ions in a magnetic gradient.

设计者利用磁梯度中的捕获离子实现自旋伪分子。

• DOI: 10.1103/physrevlett.108.220502
• 发表时间: 2011-12-22
• 期刊: Physical review letters
• 影响因子: 8.6
• 作者: A. Khromova;C. Piltz;B. Scharfenberger;T. Gloger;M. Johanning;A. Varon;C. Wunderlich
• 通讯作者: C. Wunderlich