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SPDC sources and their application in quantum information including one-time programs and flow ambiguity
Stefan Zeppetzauer
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Physik
Betreuer*in
Philip Walther
DOI
10.25365/thesis.63812
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-26862.09056.572474-0
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die Erzeugung von Photonen mit maßgeschneiderten Eigenschaften ist von größter Bedeutung in der experimentellen Quantenoptik. Fast alle verwendeten Photonenquellen basieren heutzutage auf spontaner Fluoreszenz, durch die ein Photon in einem nichtlinearen Kristall spontan in zwei Photonen zerfällt. Mithilfe dieses Effektes lassen sich sowohl Einzelphotonenquellen als auch Quellen zur Erzeugung von verschränkten Photonenpaaren verwirklichen. In dieser Arbeit werden die Eigenschaften von verschiedenen, auf Fluoreszenez basierender, Photonenquellen beschrieben, sowie ihre Anwendung in zwei ausgewählten quantenoptischen Experimenten. Das erste Experiment stellt eine Anwendung der sogenannten blinden Quantendatenverarbeitung dar, in der ein Anwender ohne quantenmechanische Ressourcen eine Berechnung auf einen Server auslagert, der über große Quantenkapazitäten verfügt. Das Besondere dabei ist, dass der Server die Berechnung zwar ausführt, dabei aber keine Details über die Berechnung selbst erfährt. Er ist der Eingabe, der Durchführung und der Ausgabe gegenüber 'blind'. Das zweite Experiment beschäftigt sich mit Einmalprogrammen, die nach einmaliger Verwendung unbrauchbar und nicht kopiert werden können. Durch Eigenschaften der Quantenmechanik ist es möglich, diese Art von Programmen zu verwirklichen ohne die physische Zerstörung von Hardware. Abschließend werden die Vorteile einer gebrauchsfertigen Photonenquelle besprochen, die durch ihre einfache Handhabung ideal für quantenoptische Experimente in einem Laborpraktikum geeignet ist.
Abstract
(Englisch)
The generation of photons with tailor-made properties is of paramount importance in experimental quantum optics. Almost all sources for photons nowadays are based on spontaneous fluorescence where a photon spontaneously decays into two photons in a nonlinear crystal. Using this effect single-photon sources as well as sources for the generation of entangled pairs of photons can be realized. This thesis describes the properties of different photon sources based on fluorescence and their application in two selected quantum optical experiments. The first experiment represents an application of so-called blind quantum computing, in which a client without quantum resources outsources a computation to a server providing large quantum capacities. While the server carries out the computation, it is oblivious to the details of the computation itself. The server is 'blind' to the input, the computation and the output. The second experiment deals with one-time programs that become unusable after a one evaluation and cannot be copied. Due to the properties of quantum mechanics, it is possible to implement this type of program without physically destroying hardware. Furthermore, the advantages of a plug-and-play photon source are discussed which, due to its simple handling, is ideally suited for quantum optical experiments in a laboratory course.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
quantum optics quantum information SPDC
Schlagwörter
(Deutsch)
Quantenoptik Quanteninformation SPDC
Autor*innen
Stefan Zeppetzauer
Haupttitel (Englisch)
SPDC sources and their application in quantum information including one-time programs and flow ambiguity
Paralleltitel (Deutsch)
SPDC-Quellen und ihre Anwendung in Quanteninformation einschließlich Einmalprogramme und Flussambiguität
Publikationsjahr
2020
Umfangsangabe
viii, 122 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Philip Walther
Klassifikation
33 Physik > 33.23 Quantenphysik
AC Nummer
AC16152528
Utheses ID
56612
Studienkennzahl
UA | 066 | 876 | |