aktualisiertes pdf - DPG-Tagungen

using quantum state tomography.
[1] M. Murao, D. Jonathan, M.B. Plenio and V. Vedral, PRA 59, 156
(1998).
[2] H. Weinfurter and M. Zukowski, PRA 64, 010102-1 (2001).
Q 39.3 Do 17:00 HS 101
Witnessing multipartite entanglement — •Otfried Gühne 1 , Mohamed
Bourennane 2,3 , Manfred Eibl 2,3 , Christian Kurtsiefer 2 ,
Sascha Gaertner 2,3 , Harald Weinfurter 2,3 , Philipp Hyllus 1 ,
Dagmar Bruß 1 , Maciej Lewenstein 1 und Anna Sanpera 1 —
1 Institut für Theoretische Physik, Universität Hannover, D-30167 Hannover
— 2 Max-Planck-Institut für Quantenoptik, D-85748 Garching,
Germany — 3 Sektion Physik, Ludwig-Maximilians-Universität, D-80797
München
We present the experimental detection of genuine multipartite entanglement
using entanglement witness operators. To this aim we introduce
a canonical way of constructing and decomposing witness operators so
that they can be directly implemented with present technology. We apply
this method to three- and four-qubit entangled states of polarized
photons, giving experimental evidence that the considered states contain
true multipartite entanglement.
Q 39.4 Do 17:15 HS 101
Experimenteller Vergleich von Drei-Teilchen-Verschränkungen:
W and GHZ Zustände — •Hartmut Häffner, Mark Riebe,
Christian Roos, Wolfgang Hänsel, Michael Chwalla, Jan
Benhelm, Ferdinand Schmidt-Kaler und Rainer Blatt — Institut
für Experimentalphysik, Universität Innsbruck, Österreich
Wir diskutieren zwei verschiedene Arten von Drei-Teilchen-
Verschränkungen. Dazu präparieren wir drei Kalzium-40-Ionen in einer
linearen Paulfalle mittels Laserpulsen sowohl in einem Greenberger-
Horne-Zeilinger-Zustand (|000〉 + |111〉) als auch in einem W-Zustand
(|100〉 + |010〉 + |001〉). Während GHZ-Zustände äußerst fragil sind
und sehr schnell zerfallen, beobachten wir, dass W-Zustände besonders
robust sind. Diese Art der Verschränkung bleibt nicht nur länger
als 100 ms intakt, es ist sogar möglich, eine Messung an einem der Ionen
durchzuführen, ohne die Verschränkung gänzlich zu zerstören. Abhängig
vom Messergebnis erhält man dann in 2/3 der Fälle einen Bell-Zustand
(|01〉 + |10〉) für die beiden anderen Ionen.
Q 39.5 Do 17:30 HS 101
Quantenzustandstomographie in einer linearen Ionenfalle —
•Wolfgang Hänsel, Christian Roos, Hartmut Häffner, Gavin
P.T. Lancaster, Mark Riebe, Stephan Gulde, Christoph
Becher, Ferdinand Schmidt-Kaler und Rainer Blatt — Institut
für Experimentalphysik, Universität Innsbruck, Technikerstraße 25,
A-6020 Innsbruck
Wir stellen eine experimentelle Methode vor, um die vollständige Dichtematrix
eines n-qubit-Systems zu messen, und wir wenden diese Methode
auf Systeme von zwei bzw. drei Ionen in einer linearen Paulfalle
an. Insbesondere untersuchen wir die vier othogonalen Bell-Zustände mit
zwei Ionen. Aus der zeitlichen Entwicklung der Dichtematrix kann unter
anderem die Entwicklung des Verschränktheitgrades gewonnen werden.
Die beiden symmetrischen Bell-Zustände erweisen sich als besonders robust
gegen Dekohärenz.
Q 39.6 Do 17:45 HS 101
Kohärente Manipulation von Atomen in Mikrochip-Fallen —
•Philipp Treutlein 1 , Peter Hommelhoff 1,2 , Tilo Steinmetz 1 ,
Theodor W. Hänsch 1 und Jakob Reichel 1 — 1 Max-Planck-
Institut für Quantenoptik und Sektion Physik der Ludwig-Maximilians-
Universität, Schellingstr. 4, 80799 München, Germany — 2 Present
address: Varian Physics 220, Stanford University, Stanford, CA 94305,
U.S.A.
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Die Verwendung von magnetischen Mikrochip-Fallen, sog. ” Atomchips“,
in der Quanteninformationsverarbeitung und für interferometrische
Präzisionsmessungen erfordert die kohärente Manipulation der Atome
in der Mikrofalle. Eine interessante Frage ist dabei, ob die Kohärenz
atomarer Zustände durch Wechselwirkung mit der nur wenige Mikrometer
entfernten Oberfläche des Chips gestört wird.
In unseren Experimenten erzeugen wir kohärente Superpositionen von
zwei internen atomaren Zuständen im Abstand von wenigen Mikrometern
zur Oberfläche des Chips. Die Kohärenzzeit der Superpositionen
beträgt einige Sekunden. Im Bereich von 4 − 130µm beobachten wir
keine Abhängigkeit der Kohärenzzeit vom Abstand zur Chipoberfläche.
Wir diskutieren die Verwendung der von uns untersuchten Zustände als
Qubits in der Quanteninformationsverarbeitung. Zur Realisierung von
Quantengattern schlagen wir die Verwendung von zustandsselektiven Mikrowellenpotentialen
im Nahfeld des Chips vor.
Weiterhin gehen wir auf den aktuellen Stand unserer Experimente zur
kohärenten Manipulation von externen Freiheitsgraden der Atome in der
Mikrofalle ein (siehe auch Poster von Philipp Treutlein).
Q 39.7 Do 18:00 HS 101
Faser-Fabry-Pérot-Resonator für die Detektion einzelner Atome
in — •Tilo Steinmetz 1,2 , Rémi Delhuille 1,2 , Romain Long 1,2 ,
Astrid Richter 1 , Philipp Treutlein 1,2 , Theodor W. Hänsch 1,2
und Jakob Reichel 1,2 — 1 Sektion Physik der Uni München — 2 Max-
Planck-Institut für Quantenoptik, Garching
Die Detektion einzelner Atome ist für das Auslesen von Quantengatteroperationen
vonnöten, wie sie in optischen Gittern und in magnetischen
Mikrofallen bereits vorgeschlagen wurden. Sie kann durch eine dispersive
Messung erzielt werden, bei der ein Atom die Phase des Detektionstrahls
ändert ohne jedoch das Detektionslicht zu absorbieren; eine solche Detektion
ist mit Hilfe eines optischen Resonators möglich. Um magnetische
Mikrofallen mit optischen Resonatoren verbinden zu können, muss
eine Resonatorgeometrie gefunden werden die einem erlaubt, Atome in
einem Abstand < 500µm oberhalb einer Substratoberfläche mit der Resonatormode
wechselwirken zu lassen. Ein möglicher Resonatortyp, der
diese Randbedingung erfüllt, ist ein auf Glasfasern basierender Fabry-
Pérot-Resonator. Dieser Resonator besteht im Wesentlichen aus zwei
verspiegelten Glasfaserendflächen die in einem Abstand von 1 − 10µm
gegeneinander ausgerichtet werden. Es soll hier ein stabiler Faser-Fabry-
Pérot-Resonator in einem vakuumtauglichen Aufbau vorgestellt werden,
mit dem wir bereits eine Finesse > 1500 erzielt haben.
Q 39.8 Do 18:15 HS 101
Integration of light and atom optics on an atom chip —
•Marco Wilzbach 1 , Thomas Fernholz 1 , Sönke Groth 1 ,
Albrecht Haase 1 , Christian Hock 1 , Peter Horak 2 , Bruce
Klappauf 2 , Michael Schwarz 1 , Alexander Stelzer 1 , and Jörg
Schmiedmayer 1 — 1 Physikalisches Institut, Universität Heidelberg,
69120 Heidelberg, GERMANY — 2 Optoelectonics Research Centre,
University of Southampton, Southampton SO17BJ, UK
On atom chips various atom optical elements have been realized using
magnetostatic and electrostatic potentials created by surface-mounted
microscopic wire structures. Here we present a next step to make these
atom chips become an universal toolbox for fundamental experiments in
quantum optics as well as for possible applications like quantum information
processing. Our first experiments aim at the detection of single
atoms in miniaturized traps using optical fibre cavities. We will describe
our setup, give details of the fabrication of a fibre cavity, and present first
experiments. The experiment is funded by the Landesstiftung Baden-
Württemberg and the EU (ACQP collaboration).