Synopses & Reviews
Synopsis
Inhaltsangabe: Zusammenfassung: In der vorliegenden Arbeit wurde der Aufbau einer linearen Ionenfalle fur Kalzium-Ionen vorgestellt. Die Falle speichert zuverlassig Ionenketten uber viele Stunden. Fur die Manipulation des Quantenzustandes der Ionen und damit fur ein und zwei Qubit-logische Operationen wird Laserlicht verwendet. Dieser Laser muss so schmalbandig wie moglich sein, damit er moglichst wenig zu Dekoharenzprozessen beitragt. Neben dem Aufbau der Falle wurde daher der Aufbau eines schmalbandigen Lasers bei 729nm Wellenlange und einer Linienbreite von 76+- 5 Hz vorgestellt. Mit Hilfe dieses Lasers und weiterer schon vorhandener Lasersysteme wurden die gezeigten Messungen durchgefuhrt. Mit Hilfe der Dopplerkuhlung konnten Ionen in den mK Bereich heruntergekuhlt werden. Mit dem damit verbundenen Erreichen des Lamb-Dicke-Regimes konnte Seitenbandkuhlung von einem und zwei Ionen in den Grundzustand der Bewegung demonstriert werden. Die Fahigkeit zur Adressierung einzelner Ionen in einer Ionenkette wurde gezeigt und am Beispiel der mitfuhlenden Grundzustandskuhlung einer Ionenkette verwendet. Eine Untersuchung der Heizraten ergab fur die verschiedenen Bewegungsmoden der Ionenkette Heizraten in der Groenordnung von etwa 10 Phononen/s. Damit sind die Heizraten beim augenblicklichen Stand des Experiments nicht limitierend fur den Betrieb der Falle als Quanteninformationsprozessor. Ausgehend vom Grundzustand der Bewegung wurden Rabioszillationen eines oder zweier Ionen auf dem Trager und auf Seitenbandern demonstriert. Auf dem Trager wurden mehr als 20 Oszillationen beobachtet, auf den Seitenbandern bis zu 10 Oszillationen. Da sich zeigte, dass die Kuhlung eines einzelnen Seitenbandes nicht ausreichte, um auf diesem koharente Manipulationen auszufuhren, mussten alle Seitenbander gekuhlt werden. Die grundsatzliche Eignung von Kalzium-Ionen als optisches Frequenznormal wurde durch die Messung der Zentralfrequenz einer Zeeman-Komponente mit einer Auslosung von