Als beweglichem Träger der Quanteninformation, kommt dem Photon in sämtlichen Bereichen der Quantentechnologien eine herausragende Bedeutung zu. Die Quantenfrequenzkonversion, also die Möglichkeit die Frequenz bzw. Wellenlänge des Photons gezielt zu verändern, ist daher eine Schlüsselfähigkeit bei der technischen Umsetzung von Quanteneffekten. Deshalb hat sich das HiFi-Konsortium der systematischen Weiterentwicklung von Quantenfrequenzkonvertern (QFC) und der dafür benötigen Basistechnologien verschrieben. Es vereint wissenschaftliche Expertise und technische Umsetzungskompetenz in den Bereichen Quantentechnologie, Optik, Laser-, Faser-, Automatisierungs-, Aufbau- und Verbindungs- und Produktionstechnik.
Ziele und Vorgehen
QFC zielen auf eine hohe Konversionseffizienz bei geringem Rauschen. Das HiFi-Konsortium plant dazu vier Schlüsselinnovationen: 1. Innovative Frequenzkonverter zur Reduktion des parametrischen Rauschens; 2. Angepasste frequenzstabile Halbleiterscheibenlaser; 3. Verlustarme Faserverbindung und -filtertechnologie; 4. Packagingtechnologie für eine hochintegrierte und stückzahlskalierbare Umsetzung.
Innovation und Perspektiven
Um Lichtquanten in glasfaserbasierten Netzwerken verlustarm übertragen zu können, werden QFC für die Konversion ins Telekomband benötigt. Solche Netzwerke sollen zukünftig Quantenprozessoren und -register verschiedener Computer über große Entfernungen verschränken, um Informationen und Ressourcen vertraulich und sicher teilen und die Rechenleistung des Quantumcomputing potenzieren zu können. Die Performance der in HiFi entwickelten QFC wird in weltweit führend Experimenten – wie dem Quanteninternetdemonstrator in Delft – validiert.
Weitere Informationen:
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