Ionenfallen Wie fange ich ein Ion Seminarvortrag von

Ionenfallen – Wie fange ich ein Ion? + + + Seminarvortrag von Ingo Laut am 13. 7. 2011 + +

Ionenfallen – Wie fange ich ein Ion? 2

Ionenfallen – Die Paulfalle analog für z Mathieu Gleichung 3

Ionenfallen – Die Paulfalle 1. Stabilitätsregion der Mathieugleichung 4

Ionenfallen – Die Paulfalle Makrobewegung: langsame Oszillation großer Amplitude 5

Ionenfallen – Vergleich Ionen/Dipolfalle 6

Ionenfallen – Lineare Paulfalle 7

Ionenfallen – Lineare Paulfalle • Quantisierte Bewegungsmoden der übergeordneten Kristallschwingung • Energie wird als delokalisierte Mode (Phonon) auf beide Ionen aufgeteilt 8

Ionenfallen – Lineare Paulfalle Für drei Ionen: In Ruhe Breathing mode Ionenkristall aus 7 Ionen: CM und breathing mode für 7 Ionen 9

Ionenfallen – Lineare Paulfalle 2 -level Ion im HO-Potential: innere- und Bewegungszustände können durch Laser kontrolliert werden 10

Ionenfallen – Lineare Paulfalle Trägerfrequenz Erstes rotes Seitenband Erstes blaues Seitenband 11

Ionenfallen – Lineare Paulfalle Kohärente Manipulation des 2 -level Ions Zeit in μs 12

Ionenfallen – Das Qubit Anforderungen: • Zwei-Niveau-System im Schingungs. Grundzustand Zwei Kühlmechanismen: 13

854 nm 866 nm 14

Ionenfallen – Adressieren einzelner Ionen Laser für kohärentes Adressieren Falle Elektrooptischer Kristall dichroic BS CCD zur Erkennung des Fluoreszenz-Lichts 15

Ionenfallen – Quellen • Haroche, Raimond: Exploring the Quantum (2006) • Ghosh: Ion Traps (1995) • Bouwmeester, Ekert, Zeilinger (Eds. ): The Physics of Quantum Information (2000) • Leibfried et al. : Quantum dynamics of single trapped ions Rev. Mod. Phys. , 75, 281 -324 (2003) • Hennrich, Vortrag Quantum Computing with Trapped Ions Introductory course on quantum information, Innsbruck (2011)