Optik-Design für eine skalierbare Anordnung optischer Pinzetten für das Quantum-Computing

* Fraunhofer Institut für Lasertechnik ILT
** Lehrstuhl für Lasertechnik LLT, RWTH Aachen University
*** Universität Stuttgart, 5. Physikalisches Institut

thomas.westphalen@ilt.fraunhofer.de

Abstract

Die Entwicklung der auf Neutralatome n basierenden Quantencomputerplattform hat in den letzten Jahren rasante Fortschritte gemacht. Der Ansatz basiert auf optischen Pinzetten und Rydberg-Gattern, dessen Skalierbarkeit einen deutlichen Vorteil gegenüber anderen Konzepten darstellt. Um dies zu demonstrieren, wurde am Fraunhofer ILT zusammen mit der Universität Stuttgart ein optisches System zur Erzeugung von 20 x 100 optischen Pinzetten entwickelt. Im ersten Teil des optischen Systems wird die Laser-Strahlung (592 nm) aus vier Singlemode-PC-Fasern auf 20 Kanäle aufgeteilt. Jeder Kanal enthält einen akusto-optischen Deflektor (AOD) zur Erzeugung einer Spalte von 100 Teilstrahlen. Die 20 Spalten werden über eine Spiegel-Kaskade räumlich zusammengeführt, so dass im Zwischenbild eine regelmäßige, telezentrische Anordnung von 2000 Laserspots erzeugt wird. Das Zwischenbild wird durch eine zweistufige, telezentrische Relay-Optik um den Faktor 50 verkleinert, so dass in der Vakuumkammer 20 x 100 regelmäßig angeordnete Laserspots mit 1,2 µm Durchmesser und 3,5 µm Abstand als optisches Pinzetten- bzw. als Rydberg-Atomfallen-Array genutzt werden können.

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@inproceedings{dgao125-b32, title = {Optik-Design für eine skalierbare Anordnung optischer Pinzetten für das Quantum-Computing}, author = {T. Westphalen*, M. Adams*, M. Traub*, K. Ludwig*, H.-D. Hoffmann*, F. Meinert***, P. Ilzhöfer***, J. Zhao***, A. Scholz***, G. Unnikrishnan***, R. Kumar Gupta***, T. Pfau***, C. L. Haefner * **}, booktitle = {DGaO-Proceedings, 125. Jahrestagung}, year = {2024}, publisher = {Deutsche Gesellschaft für angewandte Optik e.V.}, issn = {1614-8436}, note = {Talk B32} }
125. Annual Conference of the DGaO · Aachen · 2024