Eksperymentalna inzynieria kwantowa
Wspólczesna optyka kwantowa dysponuje bardzo dobrym zrozumieniem atomów, swiatla, oraz ich oddzialywania, zarówno na poziomie pojedynczych obiektów kwantowych jak i zjawisk kolektywnych. Dzieki temu aktualny front badan przebiega na linii wyzyskania zjawisk fizycznych dla osiagniecia efektów z góry zamierzonych.Celem moich badan jest konstrukcja generatora zdolnego produkowac dowolne stany kwantowe kilku fotonów. Jak wiadomo juz dysponujac dwoma fotonami mozna skonstruowac stany splatane umozliwiajace obserwacje tzw. "kwantowej nielokalnosci". Wraz ze wzrostem liczby czastek przewidywane sa zupelnie nowe, bardzo zaskakujace zjawiska. Moje badania sa obecnie na etapie poczatkowym: budujemy uklad doswiadczalny pamieci kwantowej wykorzystujacej komórke z parami atomowymi, w którym bedziemy dokonywac sterowanego rozpraszania Ramana. Uklad jest oparty o nowoczesna aparature i kontrolowany z komputera, duza role gra w nim skonstruowana przez nas specjalizowana elektronika analogowa i cyfrowa.
Na badania te otrzymalem dotacje z Instytutu Fizyki Doswiadczalnej, wysokości 250 tys. PLN, czesc środków z grantu realizowanego w KL FAMO
oraz część środków z Narodowego Laboratorium Technologii Kwantowych. W sumie zakupiliśmy aparaturę o wartości ponad pół miliona złotych, a w ciągu najbliższego roku zakupimy kolejne najnowocześniejsze urządzenia.
Rozpraszanie Ramana w parach atomowych
Pionierskie eksperymenty z wytwarzaniem par fotonów i stanów Foka metoda kontrolowanego rozpraszania anty-Stokesowkiego a nastepnie Stokesowskiego przeprowadzono zaledwie 5 lat temu. Pobudzone tymi osiagnieciami inne grupy wykorzystaly analogiczne procesy do konstrukcji róznych elementów tzw. repeatera kwantowego, czyli lancucha stacji umozliwiajacego iteracyjne uzyskanie splatania kwantowego na odleglosci tysiecy kilometrów. Dopiero jednak w ostatnim roku uczeni wyzyskali eksperymentalnie potencjal drzemiacy w komórkach w których ruch atomów utrudnia gaz buforowy, zastepujac niejako chlodzenie laserowe. Udalo sie zademonstrowac wielomodowe splatanie miedzy polem anty-Stokesowskim i Stokesowskim wytworzonym w takiej komórce. Moim celem na najblizsze lata jest wykorzystanie jeszcze jednej mozliwosci. Mianowicie zaleznie od przestrzennych wlasciwosci pola wytworzonego na etapie rozpraszania anty-Stokesowskiego, które sa inne w kazdej iteracji eksperymentu, planuje modulowac sterujace impulsy laserowe tak, aby czesto badz zawsze uzyskiwac takie samo pole Stokesowskie, zarówno co do rozkladu przestrzennego jak i co do stanu kwantowego, który moze byc równiez nietrywialna superpozycja stanów Foka.dokładniejszy opis badań pdf