Um Quantenkommunikation effizient nutzen zu können, ist es notwendig Quantenzustände über große Entfernungen zu transportieren. Glasfasern haben bei der Übertragung von Photonen über lange Distanzen hohe Verluste. Deshalb wird eine Free-Space Übertragung angestrebt. Dabei werden die Photonen von einer Bodenstation über einen Satelliten zu einer anderen Bodenstation übertragen. Dazu sind Quantenspeicher notwendig, die den Zustand kurzzeitig bis zur Abfrage speichern.
Um Quantenspeicher auf Satelliten zu realisieren muss deren Energieverbrauch, Volumen und Gewicht reduziert werden. Deshalb ist eine Miniaturisierung des Systems notwendig. Die Realisierung des Speichers in Form eines kalten Atomgases ist die favorisierte Lösung für die Miniaturisierung. In enger Vernetzung mit den Projekten IPQOS und MiniRubiQ entwickeln wir eine miniaturisierte Vakuumzelle, einen optischen Chip und die miniaturisierte Atomquelle für den Quantenspeicher. Unser Partner von Space Optics Laborartory @ FORTH-IESL werden das notwendige Lasersystem entwickeln. Der Test des Gesamtsystem erfolgt in Zusammenarbeit mit unserem Projektpartner TESAT.
Projektziele
Während der Laufzeit des Projekts wollen wir folgende Ziele erreichen:
Wir entwickeln ein miniaturisiertes Vakuumsystems mit einem Vakuumlevel ausreichend für den Betrieb des Quantenspeichers für mindestens 1 Monat (ohne aktive Pumpe)
Zur Bereitstellung der Rubidium-Atome für die Speicherung bauen wir eine miniaturisierte Atomquelle.
Darüber hinaus fertigen wir einen optischen Chip, der die für die Kühlung der Atome notwendigen Laserstrahlen erzeugt.
Anschließend werden alle oben genannten Komponenten in ein Gesamtsystem integriert.
Kontakt
Dr. Jakob Buchheim
Abteilungsleiter Integration von Mikro- und Nanosystemen
