Sven Ramelow leitet neues Quantenoptik Joint Lab
Mit der insgesamt elften Kooperation dieser Art baut das FBH das Quantenökosystem in Berlin weiter aus.
Mit dem neuen Joint Lab „Integrated Nonlinear Quantum Optics“ baut das Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik seine Zusammenarbeit mit der Humboldt-Universität zu Berlin aus. Das Anfang Juli gestartete Lab wird von dem Quantenphysiker Dr. Sven Ramelow von der HU Berlin geleitet und verstärkt den Forschungsbereich der „Integrierten Quantentechnologie“ am FBH. Ziel des Joint Labs ist es, grundlagen- und anwendungsorientierte Forschung im Bereich der Sensorik mit Quantenlicht noch enger zu verknüpfen. Die Partner bündeln darin ihre laufenden Aktivitäten zur hocheffizienten Erzeugung und Konversion von Quantenlicht. Durch die Integration der zugehörigen Funktionalitäten wollen sie neue Anwendungen in der Umweltanalytik, Medizin und Informationsverarbeitung erschließen.
Mit diesem bereits fünften Joint Lab im Bereich Quantentechnologien mit der HU Berlin und dem insgesamt elften Joint Lab setzt das FBH einen weiteren strategischen Meilenstein beim Ausbau des Quantenökosystems in Berlin.
In einem Kristall verschränkte Photonenpaare lassen sich unter anderem für die hochauflösende Bildgebung und Spektroskopie im mittleren Infrarotbereich (MIR) nutzen. Dies ermöglicht etwa die schnellere Krebsdiagnostik im kostengünstigeren Nahinfrarot-Bereich und erfordert keine teuren Lichtquellen und Sensorsysteme mit geringerer Effizienz im MIR-Bereich. Der Quantenzustand der Photonen eröffnet vielfältige weitere Anwendungen in der Umweltanalytik und der biomedizinischen Diagnostik.
Ein weiterer Fokus des neuen Joint Labs liegt in der hocheffizienten Erzeugung von Quantenlicht mit verschränkten Photonen für die Quantenkommunikation. Es nutzt dazu sogenannte SPDC-Quellen (SPDC – Spontaneous Parametric Down-Conversion), die zum Beispiel auf Aluminium-Galliumarsenid-Wellenleitern basieren. Damit lassen sich sehr effizient verschränkte Photonenpaare erzeugen, die für die Quantenschlüsselverteilung aber auch die Quantensensorik benötigt werden. Ein zusätzlicher Schwerpunkt liegt in der Konversion von Quantenlicht – das dann beispielsweise zur Frequenzanpassung für Quantennetzwerke genutzt wird. Damit können unterschiedliche Quantensysteme in Netzwerken effizient miteinander gekoppelt werden. Diese Arbeiten bündelt das Forschungsteam nun im gemeinsamen Lab, um Quantenlicht mit mehr Funktionalitäten und sehr konkreten Anwendungen nutzbar zu machen.
Der Leiter des neuen Joint Labs, Sven Ramelow, hat in Österreich bei Anton Zeilinger an der Universität Wien promoviert. Weitere Stationen führten ihn an die University of Queensland (Australien) und nach New York (USA) an die Cornell University und die Columbia University. Er arbeitet bereits seit 2019 im Rahmen verschiedener Projekte mit dem FBH zusammen. [FBH / dre]
