Application-ready superresolution in space and frequency (ApresSF) Teilprojekt Anwendungsnahe Superaufl?sung in Raum und Frequenz - TV Zeit und Frequenz

Das Projekt ApresSF startete im Frühjahr 2020 im Rahmen des QuantERA F?rdernetzwerk, welches es sich zum Ziel setzt, Quantentechnologieforschung international in Europa zu vernetzen. Das Ziel des Projekts ist es, eine anwendungsfreundliche Hard- und Softwareplattform für super-aufl?sende Zeit- und Frequenzmessungen zu entwickeln.

Neben der Paderborner Arbeitsgruppe ?Integrierte Quantenoptik“ unter der Leitung von Frau Professor Christine Silberhorn sind an diesem Projekt weitere Partner aus Polen, der Tschechischen Republik, Spanien und Frankreich beteiligt. Unter der Leitung von Professor Lukasz Rudnicki von der Universit?t Gdansk werden in dem dreij?hrigen Vorhaben neue Theorieans?tze und Quantenbauelemente zur Messung von Frequenz- und Zeitabst?nden entwickelt, die eine Genauigkeit erreichen, die mit klassischen Methoden nicht umsetzbar ist. Die Paderborner Gruppe unter Leitung von Doktor Benjamin Brecht wird dabei die ben?tigten Quantenbauteile entwickeln und herstellen, sowie Hochpr?zisionsexperimente durchführen.

ApresSF wird vom BMBF im Rahmen des QuantERA Programms gef?rdert, welches von der EU im Rahmen des Horizon 2020 RIA Programms gef?rdert wird.

Wissenschaftliche Ansprechparter: Dr. Benjamin Brecht, Prof. Dr. Christine Silberhorn

Messungen jenseits der klassischen Grenzen

Bei jeder Messung stellt sich die Frage nach deren Aufl?sung. Das bestbekannte Beispiel hierfür ist die Bildgebung. Zwei Punkte verschwimmen ineinander, wenn die r?umliche Aufl?sung des Messapparates – zum Beispiel der verwendeten Kamera – nicht hoch genug ist. Dasselbe Prinzip findet sich auch in der Spektroskopie (Farbaufl?sung) oder bei sogenannten ?time-of-flight“-Messungen (Zeitaufl?sung) wieder. Mit Methoden der Quanteninformationstheorie und der Quantenoptik k?nnen diese Aufl?sungsgrenzen allerdings umgangen und damit Objekte getrennt betrachtet werden, die mit Standardmethoden klassisch nicht aufzul?sen sind.

ApresSF – Grundlagen für die Messtechnik von morgen erschlie?en

Im Projekt ApresSF ?Application-ready superresolution in space and frequency” (Anwendungsbereite Superaufl?sung in Raum und Frequenz) sollen neue quanteninformationstheoretische Ans?tze für die Realisierung von Messungen mit Aufl?sungen jenseits der klassischen Grenzen erforscht und im Experiment umgesetzt werden. Dabei arbeiten diese Ans?tze am fundamentalen Quantenlimit, sind also beweisbar ideal für die jeweilige Messaufgabe geeignet. Die experimentellen Demonstrationen legen besonderes Augenmerk auf eine einfache und robuste Umsetzung, womit sie als Grundlage für eine sp?tere Technologieentwicklung dienen k?nnen.

Das Ziel des Projekts ist die ressourcensparende Demonstration von spektraler und zeitlicher Superaufl?sung am Quantenlimit auf extremen Skalenbereichen. Dabei werden eine spektrale Aufl?sung im Megahertzbereich sowie eine zeitliche Aufl?sung auf Femtosekunden-Zeitskalen angestrebt. Mehrere Parameter werden simultan bestimmt. Ein Beispiel hierfür w?re der Zeitabstand zweier unterschiedlich heller Lichtpulse, sowie deren Helligkeit – eine Parameterkombination, die speziell für lichtbasierten Abstandsmessungen von besonderem Interesse ist. Die Grundlage hierfür bildet eine Theorieplattform, welche es erm?glicht, ideale Messungen zu identifizieren und die von den Projektpartnern erbarbeitet wird. Die Universit?t Paderborn wird diese in ma?geschneiderten Experimenten umsetzen. Dazu werden neue Wellenleiterbauteile entwickelt, gefertigt, charakterisiert und schlie?lich in Experimenten eingesetzt. Als Resultat werden zudem neue Formen komprimierter Messungen entwickelt, welche die angestrebte Aufl?sung mit deutlich weniger Messereignissen erzielen als konventionelle Ans?tze. Dies ist besonders bei lichtarmen Messungen, zum Beispiel in der Astronomie, von Vorteil.

Die Ergebnisse des Projekts legen die Grundlagen für neue, bessere Messapparate, welche das gesamte Potential der Quantenmechanik aussch?pfen und somit als integraler Bestandteil der zweiten Quantenrevolution eine wichtige Rolle einnehmen: 360直播吧 sind vielversprechende Kandidaten für zeitnahe Quantentechnologien, die im Alltag Einzug erhalten k?nnen.