Single photons from a single atom trapped in a high-finesse optical cavity [Elektronische Ressource] / Markus Hijlkema

Technische Universit¨at Munc¨ henMax-Planck-Institut fur¨ QuantenoptikSingle photons from a single atomtrapped in a high-finesse optical cavityMarkus HijlkemaVollst¨andiger Abdruck der von der Fakult¨at fur¨ Physikder Technischen Universit¨at Munc¨ henzur Erlangung des akademischen Grades einesDoktors der Naturwissenschaften (Dr. rer. nat.)genehmigten Dissertation.Vorsitzender: Univ.-Prof. Dr. M. RatzPrufer¨ der Dissertation: 1. Hon.-Prof. Dr. G. Rempe2. Univ.-Prof. Dr. R. GrossDie Dissertation wurde am 6.6.2007 bei der Technischen Universit¨atMunc¨ hen eingereicht und durch die Fakult¨at fur¨ Physik am 18.7.2007angenommen.ZusammenfassungEines der interessantesten skalierbaren Systeme fu¨r die deterministische Verarbeitung vonQuanteninformation sieht ein Netzwerk von in Resonatoren gespeicherten Atomen vor,wobei die Insu¨bertragung u¨ber einzelne Photonen stattfinden soll. NeutraleAtome bieten folgende Vorteile: Zum einen haben Atome eine diskrete Niveaustruktur,in der Quantenbits gut implementiert werden k¨onnen. Zum anderen ist ein neutralesAtom, im Hochvakuum in einer optischen Dipolfalle gespeichert, gut von seiner Umge-bung abgeschirmt, so daß die Dekoh¨arenz minimal ist. Die Speicherzeit eines Atoms imResonator war bisher aber immer der limitierende Faktor und stand der Anwendung desSystems fu¨r viele Experimente im Weg.