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type: doctoralThesis
metadata_visibility: show
creators_name: Bao, Xiao-Hui
title: Quantum Information with Entangled Photons and Cold Atomic Ensembles
title_de: Quanteninformation mit verschränkten Photonen und kalten atomaren Ensembles
ispublished: pub
subjects: ddc-530
divisions: i-130200
adv_faculty: af-13
keywords: quantum information , quantum memory , cavity SPDC , DLCZ , atomic ensemble
abstract: In quantum information science, photons are the best candidate for transmitting information, and atoms are the best candidate for storing information. The combination of these two systems provides a fascinating future for practical applications of the quantum information concepts. The work presented in this thesis mainly consists of two parts. The first part is about manipulation of entangled photons, including the demonstration of a nondestructive CNOT gate, the creation of narrowband entangled photons through cavity-enhanced spontaneous parametric down-conversion, and the realization of interference between narrowband photon sources. The second part is about manipulation of atomic ensembles. The main purpose for this part is to extend the quantum communication distance using the concept of quantum repeater. Within this part, the experimental work includes, the extension of storage lifetime of quantum memories to 1 ms by increasing the wavelength of stored spinwave, the realization of entanglement assisted spinwave interferometer, the demonstration of efficient entanglement swapping with quantum memories, and the realization of quantum teleportation between atomic ensembles.
abstract_translated_text: In der Quanteninformationsverarbeitung gelten Photonen als die besten Kandidaten für die Übertragung und Atome als die besten Kandidaten für die Speicherung von Information. Die Kombination dieser beiden Systeme verspricht eine faszinierende Zukunft für die praktische Anwendung von Konzepten der Quanteninformation. Die Arbeiten, die im Rahmen dieser Dissertation vorgestellt werden, lassen sich größ tenteils in zwei Teilbereiche einordnen. Der ersten Teil beschreibt die Manipulation von verschränkten Photonen und beinhaltet die Demonstration eines zerstörungsfreien CNOT-Gatters, die Erzeugung von schmalbandigen verschränkten Photonen mithilfe einer durch einen Hohlraumresonator verstärkten parametrischen Fluoreszenzquelle und die Realisierung von Interferenz zwischen schmalbandigen Photonenquellen. Der zweite Teil behandelt die Manipulation von atomaren Ensembles. Der Hauptzweck dieses Teils ist die Vergröß erung der Übertragungsentfernung für die Quantenkommunikation durch das Konzept des Quantenrepeaters. Die in diesem Teil vorgestellten experimentellen Arbeiten beinhalten die Verlängerung der Speicherzeit von Quantenspeichern auf 1ms durch Vergröß erung der Wellenlänge der gespeicherten Spinwelle, die Realisierung des verschränkungsgestützten Spinwelleninterferometers, der Demonstration von effizientem Verschränkungsaustausch mithilfe von Quantenspeichern und die Realisierung der Quantenteleportation zwischen atomaren Ensembles.
abstract_translated_lang: ger
class_scheme: pacs
class_labels: 03.67.Bg, 42.50.Ex, 03.67.Hk
date: 2010
date_type: published
id_scheme: DOI
id_number: 10.11588/heidok.00010898
ppn_swb: 632942517
own_urn: urn:nbn:de:bsz:16-opus-108988
date_accepted: 2010-07-22
advisor: HASH(0x55e0f7e3f240)
language: eng
bibsort: BAOXIAOHUIQUANTUMINF2010
full_text_status: public
citation:   Bao, Xiao-Hui  (2010) Quantum Information with Entangled Photons and Cold Atomic Ensembles.  [Dissertation]     
document_url: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/10898/1/Thesis_of_Xiao_Hui_Bao.pdf