Einzelne Rubidiumatome werden quasi-permanent an die Mode eines optischen Resonators hoher Finesse gekoppelt. Dies erlaubt die kohärente Emission und Absorption einzelner Photonen und damit den Informationsaustausch auf Quantenniveau. In einem ersten Experiment wird der Phasenverlauf der erzeugten Einzelphotonen-Wellenpakete mittels Zwei-Photonen-Interferenz untersucht. Während bei ununterscheidbaren Einzelphotonen Koaleszenz auftritt, ändert eine aufgeprägte Phasenmodulation dieses Interferenzverhalten. In einem zweiten Experiment wird ein optischer Quantenspeicher realisiert. Die Polarisation eines Eingangspulses wird im Atom als Überlagerung zweier Spin-Zustände abgespeichert. Das Auslesen des Speichers erfolgt durch Erzeugung eines Photons gleicher Polarisation. Der Speicher wird mittels Quantenprozesstomographie analysiert und zeigt eine hervorragende Wiedergabetreue, Effizienz und Speicherzeit.     «

Einzelne Rubidiumatome werden quasi-permanent an die Mode eines optischen Resonators hoher Finesse gekoppelt. Dies erlaubt die kohärente Emission und Absorption einzelner Photonen und damit den Informationsaustausch auf Quantenniveau. In einem ersten Experiment wird der Phasenverlauf der erzeugten Einzelphotonen-Wellenpakete mittels Zwei-Photonen-Interferenz untersucht. Während bei ununterscheidbaren Einzelphotonen Koaleszenz auftritt, ändert eine aufgeprägte Phasenmodulation dieses Interferenzv...     »

Single Rubidium atoms are quasi-permanently trapped within the mode of a high-finesse optical cavity. This allows for the coherent production and absorption of single photons and thereby the exchange of information at the quantum level. The phase modulation within a single-photon wave packet is analyzed via two-photon-interference. For indistinguishable single photons the interference leads to coalescence of the photons. The phase modulation, however, results in a significant modification of this interference effect. In a second experiment the atom-cavity system is used as an optical quantum memory, the first implementation based on a single particle. The polarization of an impinging light pulse is stored as a superposition of Zeeman substates. The readout is realized via the production of a photon with equal polarization. The memory is analyzed via quantum process tomography, showing high fidelity, efficiency and storage time.     «

Single Rubidium atoms are quasi-permanently trapped within the mode of a high-finesse optical cavity. This allows for the coherent production and absorption of single photons and thereby the exchange of information at the quantum level. The phase modulation within a single-photon wave packet is analyzed via two-photon-interference. For indistinguishable single photons the interference leads to coalescence of the photons. The phase modulation, however, results in a significant modification of thi...     »