Verschränkung quantenmechanischer Teilchen ist ein essenzieller Bestandteil vieler Quantenprotokolle und erforderlich zur Implementierung universaler Quantenkommunikation. Neben der herkömmlich verwendeten Polarisationsverschränkung, die schnell durch zum Beispiel den Transport der Teilchen zerstört wird, ist es auch möglich, zeitlich verschränkte Teilchen zu nutzen.
Bauch et al. Untersuchen ein theoretisches Schema zur Erzeugung dieser zeitlich verschränkten Teilchen innerhalb eines Systems, dass eine Λ-förmige Energiestruktur aufweist, wie sie unter anderem in gestapelten Quantenpunkten vorkommt.
Hier werden durch präzise optische Pulse, im Experiment zum Beispiel durch einen Laser realisiert, genaue Manipulationen der Kohärenzen der Zustände im Λ-System erzwungen, wodurch die emittierten Teilchen, hier Photonen, zeitlich verschränkte QBits erzeugen.
Da die Bestimmung des Grades der Verschränkung hier nicht so einfach ist, wie bei Polarisationsverschränkten Teilchen, verwenden die Autoren Erwartungswerte sogenannter Stabilizer Generator Ausdrücke. Diese bilden eine Basis der zeitlich Verschränkten Teilchen, wodurch eine Bestimmung der Ähnlichkeit idealer Zustände mit den numerisch berechneten Ergebnissen zu einer Abschätzung der Verschränkung führt. Hier nutzen die Autoren numerische Simulationen der mikroskopischen Zustände um zu zeigen, dass sich auch in realistischen Systemen Zustände mit einer hohen Anzahl an zeitlich verschränkten QBits erzeugen lassen.
Autoren: David Bauch, Nikolas Köcher, Nils Heinisch, Stefan Schumacher
