This work is about the prospects provided by atoms coupled to optical cavities for the realization of concepts from the field of quantum information theory. In the first part we present a scheme for trapping an atom in its ground state in a cavity, which is basically in the vacuum state. Therefore losses are strongly suppressed. In the second part we investigate the generation of entangled qubits by the sequential coupling of an ancillary system to initially uncorrelated qubits. We characterize all achievable states and give a recipe for the generation on demand of an arbitrary state. In particular we discuss the case of an atom coupled to a cavity as a source. Finally we turn to collective effects in a system of many atoms coupled to the same mode of a cavity and show that they are suitable for the preparation of the atoms in an entangled state.     «

This work is about the prospects provided by atoms coupled to optical cavities for the realization of concepts from the field of quantum information theory. In the first part we present a scheme for trapping an atom in its ground state in a cavity, which is basically in the vacuum state. Therefore losses are strongly suppressed. In the second part we investigate the generation of entangled qubits by the sequential coupling of an ancillary system to initially uncorrelated qubits. We characterize...     »

Diese Arbeit befasst sich mit den Möglichkeiten, die an optische Resonatoren koppelnde Atome für die Verwirklichung von Konzepten aus dem Gebiet der Quanteninformationstheorie bieten. Im ersten Abschnitt präsentieren wir eine Methode zum Fangen eines im Grundzustand befindlichen Atoms in einem Resonator, der sich nahezu im Vakuumzustand befindet. Somit sind Verlustprozesse stark unterdrückt. Im zweiten Teil untersuchen wir die Erzeugung verschränkter Qubits durch die sequentielle Kopplung eines Hilfssystems an anfangs unkorrelierte Qubits. Wir charakterisieren alle erreichbaren Zustände und entwickeln eine Vorschrift für die Erzeugung eines beliebigen Zustandes. Insbesondere diskuttieren wir den Fall eines an einen Resonator koppelnden Atoms als Quelle. Schliesslich wenden wir uns kollektiven Effekten in einem System bestehend aus vielen Atomen, die an dieselbe Resonatormode koppeln, zu und zeigen, dass sich diese dazu eignen, die Atome in einem verschränkten Zustand zu präparieren.     «

Diese Arbeit befasst sich mit den Möglichkeiten, die an optische Resonatoren koppelnde Atome für die Verwirklichung von Konzepten aus dem Gebiet der Quanteninformationstheorie bieten. Im ersten Abschnitt präsentieren wir eine Methode zum Fangen eines im Grundzustand befindlichen Atoms in einem Resonator, der sich nahezu im Vakuumzustand befindet. Somit sind Verlustprozesse stark unterdrückt. Im zweiten Teil untersuchen wir die Erzeugung verschränkter Qubits durch die sequentielle Kopplung eines...     »