SPINNING Abschlussbericht - Integrierte Detektoren und Quellen für die Diamant-Quantenphotonik

Abstract

Dieses Projekt hat zum Gesamtziel des SPINNING-Konsortiums, eine Spin-basierte Quantencomputerarchitektur mit einer verteilten Netzwerkstruktur zu demonstrieren, beigetragen. Die Knoten des geplanten Netzwerks bestehen aus optischen Resonatoren, die über Glasfasern und eine photonische Struktur miteinander verbunden sind. In der ersten Phase des Projekts sollten zwei Knoten gezeigt werden, die jeweils aus einem optischen Resonator mit einem aktiven Farbzentrum in Diamant bestanden, dessen elektronischer Spin über das Netzwerk mit den anderen Knoten und mit anderen Kernspins in ihrer unmittelbaren Umgebung quantenmechanisch verschränkt werden kann. Das übergeordnete Ziel des Konsortiums war es, diese Plattform zu nutzen, um nicht-lokale Quantengatter durchzuführen und so die Anzahl der Qubits in der Quantencomputerstruktur zu skalieren. In diesem Teilprojekt, das an der TUM angesiedelt ist, wurden zwei Schlüsselkomponenten erforscht und entwickelt, die für das SPINNING-Konsortium erforderlich sind:

i. Supraleitende Nanodraht-Einzelphotonen-Detektoren (engl. Superconducting Single Photon Detectors – SNSPDs), die quantenphotonenbasierte Signale erfassen können. ii. Deterministische Halbleiter-basierte Einzelphotonenquellen, die mit elektrisch abstimmbaren und stabilisierten SiV-Zentren verbunden sind.