aktualisiertes pdf - DPG-Tagungen
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that stringent requirements on indistinguishability and collection efficiency<br />
of the generated photons are met[1]. We show that these are conflicting<br />
requirements for the recently demonstrated quantum dot single<br />
photon sources that are incoherently pumped via reservoirs[2].<br />
As a model for a coherently pumped single photon source, we consider<br />
cavity-assisted Raman transitions in a single three-level system in the<br />
Λ-configuration[3].We demonstrate that using such a source, arbitrarily<br />
high collection efficiency and indistinguishability of the generated photons<br />
can be obtained simultaneously with increased cavity coupling. In<br />
the absence of dephasing, our calculations reveal maximum collection efficiency<br />
and indistinguishability of 99 % for a Purcell factor of 40, without<br />
necessitating the strong coupling limit. This regime, that is readily available<br />
in current cavity-QED experiments using atoms, can potentially be<br />
reached with a single quantum dot embedded in a microcavity.<br />
[1] E. Knill et al., Nature 409, 46 (2001).<br />
[2] P. Michler et al., Science 290, 2282 (2000).<br />
[3] A. Kuhn et al., Phys. Rev. Lett. 89, 067901 (2002).<br />
Q 45.3 Fr 11:45 HS 101<br />
Photon polarisation entanglement from distant dipole sources<br />
— •Almut Beige 1,2 and Yuan Liang Lim 1 — 1 Blackett Laboratory,<br />
Imperial College London, London, UK — 2 Centre for Quantum Information,<br />
Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics,<br />
University of Cambridge, Cambridge, UK<br />
It is commonly believed that photon polarisation entanglement can<br />
only be obtained via pair creation within the same source or via postselective<br />
measurements on photons that overlapped within their coherence<br />
time inside a linear optics setup. In contrast to this, we show here that<br />
polarisation entanglement can also be produced by distant single photon<br />
sources and without the photons ever having to meet, if the detection<br />
of a photon does not reveal its origin – the which way information. In<br />
the case of two sources, the entanglement arises under the condition of<br />
two emissions in certain spatial directions and leaves the dipoles in a<br />
maximally entangled state [1].<br />
[1] Y. L. Lim and A. Beige, quant-ph/0308095.<br />
Q 45.4 Fr 12:00 HS 101<br />
Upper bounds on success probabilities in linear optics quantum<br />
gates — •Stefan Scheel 1 and Norbert Lütkenhaus 2 — 1 Quantum<br />
Optics and Laser Science, Blackett Laboratory, Imperial College London,<br />
Prince Consort Road, London SW7 2BW, UK — 2 QIT group, Institut für<br />
Theoretische Physik I, Universität Erlangen-Nürnberg, 91058 Erlangen<br />
We develop an abstract way of defining linear-optics networks designed<br />
to perform certain quantum gates. We will be mainly concernced with<br />
the nonlinear sign shift (NS) gate but it will become obvious that all<br />
other gates can be treated in a similar manner. The abstract scheme is<br />
extremely well suited for analytical as well as numerical investigations<br />
since it does not depend on the number of ancilla modes at all. With<br />
that approch we analyse numerically and partially analytically the NS<br />
gate and show evidence that indicates that the success probability of that<br />
gate does not exceed 1/4. This is to our knowledge the strongest bound<br />
to date.<br />
Q 45.5 Fr 12:15 HS 101<br />
Experimentelle vollständige Bell-Zustandsanalyse — •Gerhard<br />
Huber 1 , Carsten Schuck 1 , Oliver Schulz 1 , Christian<br />
Kurtsiefer 2 und Harald Weinfurter 1,3 — 1 Ludwig-Maximilians-<br />
Universität, München — 2 Department of Physics, National University<br />
of Singapore — 3 Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Garching<br />
In vielen Anwendungen der Quanteninformation und -kommunikation<br />
werden die vier maximal verschränkten Bell-Zustände zur Kodierung der<br />
Information zweier Qubits verwendet. Eine zentrale Aufgabe dabei ist es,<br />
die orthogonalen Bell-Zustände unterscheidbar zu detektieren. Wie kürzlich<br />
gezeigt wurde [1], ist dies mit linearen optischen Elementen nicht<br />
zu bewerkstelligen. Nur zwei der vier Zustände können mit Sicherheit<br />
unterschieden werden, bzw. im nichtdeterministischen Fall ist die Wahrscheinlichkeit,<br />
einen Bell-Zustand richtig zu klassifizieren, nicht größer<br />
als 50%.<br />
Die heute gebräuchlichste Methode zur Generierung verschränkter<br />
Photonen ist die spontane parametrische Fluoreszenz, wobei das Photon<br />
eines Pumpstrahls in einem nichtlinearen Medium spontan in zwei Photonen<br />
halber Energie konvertiert. Aufgrund des Entstehungsprozesses sind<br />
diese Photonen nicht nur in ihrer Polarisation verschränkt – in diesem<br />
Freiheitsgrad wird die eigentliche Information kodiert – sondern auch in<br />
Energie bzw. Zeit. Indem wir uns diesen Umstand zunutze machen ist es<br />
uns erstmals möglich, die vollständige Bell-Zustandsanalyse mit linearoptischen<br />
Komponenten durchzuführen, d.h. jeden der vier Zustände mit<br />
Sicherheit von den anderen zu unterscheiden.<br />
[1] J. Calsamiglia, N. Lütkenhaus, Appl. Phys. B 72, 67 (2001)<br />
Q 45.6 Fr 12:30 HS 101<br />
Continuous-variable experiments with a nonlocal single photon<br />
— •Sergei Babitchev, Jürgen Appel, and Alexander I.<br />
Lvovsky — Fachbereich Physik M559, Universität Konstanz<br />
A dual-mode optical qubit, created by overlapping a single photon from<br />
a parametric down-conversion source and a vacuum mode on a beam<br />
splitter, is characterized by means of homodyne tomography. The reconstructed<br />
four-dimensional density matrix extends over the entire Hilbert<br />
space and thus reveals, for the first time, complete information about<br />
the qubit as a state of the electromagnetic state. A nonlocal character<br />
of the reconstructed ensemble is demonstrated by a violation of the Bell<br />
inequality for the quadrature data converted to a dichotomic format.<br />
A remote preparation scheme of an arbitrary single-mode qubit has<br />
been implemented: a quadrature measurement, performed on one of the<br />
spatial modes of the nonlocal single-photon state, collapses it into a superposition<br />
of the single photon and the vacuum state in the other mode.<br />
Experimental results show that the preparation efficiency of the created<br />
qubit can be higher than that of the initial single photon.<br />
Q 45.7 Fr 12:45 HS 101<br />
Continuous variable quantum erasing — •Ulrik Andersen<br />
1 , Olivier Glöckl 1 , Stefan Lorenz 1 , Radim Filip 2 , and<br />
Gerd Leuchs 1 — 1 Institute of Optics, Information and Photonics,<br />
Max-Planck Research Group, University of Erlangen-Nuernberg,<br />
Staudtstr. 7/B2, D-91058 Erlangen,Germany — 2 Department of<br />
Optics,Research Center for Optics,Palacky University,17. listopadu<br />
50,77200 Olomouc,Czech Republic<br />
Due to quantum complementarity the perfect measurement of two conjugate<br />
variables is not possible. In a double slit experiment, this means<br />
that the measurement of the which-way information will destroy the interference<br />
information. However, if one manages to erase the which-way<br />
information, the interference can be revived [1]. In the continuous variable<br />
quantum erasing scheme [2] we consider a Gaussian light state which<br />
can be characterized by two conjugate quadrature variables: the amplitude<br />
and the phase quadrature. Information retrieval can be obtained by<br />
implementing a quantum nondemolition measurement. Performing such<br />
a measurement on the amplitude quadrature gives rise to excess noise<br />
in the phase quadrature according to Heisenbergs uncertainty relation.<br />
However, if the amplitude quadrature is erased, it is possible to revive<br />
the phase information by correlating the outputs. The experimental realization<br />
of such a scheme is presented. [1] M.O. Scully et al., Nature<br />
351,111 (1991) [2] R. Filip, Phys. Rev. A 67, 42111 (2003)<br />
Q 46 Laser in der Medizin und Umweltmesstechnik<br />
Zeit: Freitag 11:00–13:15 Raum: HS 204<br />
Q 46.1 Fr 11:00 HS 204<br />
Laserosteotomie mit gepulsten CO2-Lasern — •Martin Werner<br />
1,2 , Said Afilal 1,2 , Manfred Klasing 1 , Mikhail Ivanenko 1 ,<br />
Peter Hering 1,2 und Antje Rätzer-Scheibe 1 — 1 Lasertechnologie<br />
Gruppe, Forschungszentrum caesar, Bonn (www.caesar.de) — 2 Institut<br />
für Lasermedizin, Universität Düsseldorf (www.ilm.uni-duesseldorf.de)<br />
Die schonende Bearbeitung von Knochengewebe mit Lasern ist eine<br />
Herausforderung, da Knochengewebe auf der einen Seite aus sehr tempe-<br />
130<br />
raturbeständigem Hydroxylapatit besteht, welches einen Schmelzpunkt<br />
von über 1200 ◦ C hat, auf der anderen Seite aber lebende Zellen beherbergt,<br />
die schon bei leichten Temperaturerhöhungen geschädigt werden.<br />
Eine biologisch sehr gut verträgliche Möglichkeit Knochen abzutragen<br />
bieten gepulste CO2-Laser, die zusammen mit einem feinem Luftwasserspray<br />
verwendet werden. Das Modell des Ablationsprozesses basiert darauf,<br />
dass das Wasser im Knochen schnell verdampft wird und bei seiner<br />
Ausdehnung den Knochen lokal in Mikroexplosionen zerreißt.