A Quantum-Logic Gate between Optical Photons Based on Cavity Rydberg Blockade
Translated title:
Ein Quantenlogikgatter zwischen optischen Photonen basierend auf Cavity-Rydberg-Blockade
Author:
Stolz, Thomas Eugen
Year:
2023
Document type:
Dissertation
Faculty/School:
TUM School of Natural Sciences
Advisor:
Rempe, Gerhard (Prof. Dr.)
Referee:
Rempe, Gerhard (Prof. Dr.); Fierlinger, Peter (Prof. Dr.)
Language:
en
Subject group:
PHY Physik
TUM classification:
PHY 000
Abstract:
This work reports on the experimental realization of a quantum logic gate between two optical photons that achieves 42% efficiency, many times higher than previous systems. The scheme is based on the coupling of photons to atomic Rydberg states in an ultracold rubidium gas trapped inside an optical resonator. Quantum process tomography is performed for characterization. The system produces entangled many-body states with up to five photons.
Translated abstract:
Die Dissertation beschreibt die experimentelle Realisierung eines quantenlogischen Gatters zwischen zwei optischen Photonen, das mit 42% eine vielfach höhere Effizienz als bisherige Systeme erreicht. Das Schema basiert auf der Kopplung von Photonen an Rydberg-Zustände in einem ultrakalten Rubidium-Gas, das in einem optischen Resonator gefangen ist. Zur Charakterisierung wird Quantenprozesstomographie durchgeführt. Das System erzeugt verschränkte Vielteilchenzustände mit bis zu fünf Photonen.
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