Solid-State Quantum Standards

Makroskopische Quantensysteme werden eine bedeutende Rolle in allen zukünftigen Quantengeräten sowie in Ultrapräzisionsmessungen spielen, da Quanteneffekte die ultimative, stabile Referenzskala liefern, die nur auf fundamentalen Konstanten basiert. In diesem Sinne werden die internationalen Einheitssysteme, das SI-System, im Jahr 2018 geändert, um Einheiten wie Kilogramm oder Ampere auf Quanteneffekte zurückzuführen. In QuantumFrontiers treiben wir die Präzision dieser Quantenexperimente weiter voran, um unser heutiges Verständnis von Quanten-Effekten und ihre Beziehung zu den fundamentalen Konstanten testen. Darüber hinaus werden neuartige Materialien erforscht, die den Betrieb bei erhöhten Temperaturen ermöglichen. Parallele Elektronenpumpvorrichtungen, die sogar makroskopische "Quanten" -Ströme erzeugen, werden entwickelt, und rauscharme Einelektronenquellen werden für zukünftige Experimente verfügbar gemacht. Experimente jenseits der klassischen Rauschgrenzen werden mit nicht-klassischen Quanteneffekten wie Verschränkung zur Rauschreduktion in gequetschtem Licht für die Interferometrie oder mit einem geordneten Strom von Elektronen oder Photonen, wie sie von getakteten Einzelelektronen- oder Einzelphotonenquellen emittiert werden, getestet. Schließlich werden wir uns bemühen, diese elektrischen und photonischen Geräte durch hybride Integration in ein kompaktes Paket zu kommerzialisieren und dabei helfen, diese Technologien allgegenwärtig verfügbar zu machen.