Referenziertes Lasersystem für Qubitgatter

Description

Das Lasersystem wird für einen neuen Aufbau für Quantencomputing mit neutralen Atomen benötigt und ist Teil der im Rahmen des Munich Quantum Valley verfolgten Aktivitäten. Lot 1: Im Rahmen des Munich Quantum Valley soll ein neuer Aufbau entstehen, der die Realisierung eines leistungsfähigen Quantencomputers basierend auf neutralen Atomen innerhalb eines Zeitraums von 2,5 Jahren verfolgt. Einqubitgatter sollen entweder auf dem 1S0-3P0 Uhrenübergang bei 698 nm sowie auf dem 3P0-3P2 Zweiphotonenübergang (679 nm und 707 nm) getrieben werden. Zweiqubitgatter werden je nach Wahl des Einqubitgatters auf einem Übergang von 3P0 zu einem hochangeregten Rydbergzustand getrieben (~316 nm). Das ultraviolette Licht muss durch Frequenzverdopplung aus Licht bei ca. 633 nm erzeugt werden. Damit sind alle erforderlichen Lichtquellen im roten Wellenlängenbereich verordnet. Für die Anwendung als Qubitlaser müssen diese verschiedenen Laser extrem frequenzstabil sein und im Falle des Zweiphotonenübergangs auch relativ zueinander phasenstabil sein. Diese Anforderung macht die Stabilisation der Lasersysteme auf einen optischen Femtosekundenfrequenzkamm zwingend notwendig. Zusätzlich muss das Amplituden- und Phasenrauschen der jeweiligen Lasersysteme so niedrig wie möglich sein, da die entsprechenden Übergänge (insbesondere der Uhrenübergang mit einer Linienbreite von Millihertz) extrem schmalbandig sind. Diese Kombination der Anforderungen erfordert die Stabilisation des Kamms auf einen hochstabilen optischen Referenzresonator.