baanbrekend werk van quantumfysicus Michael Fleischhauer opgenomen in Physical Review A "Milestone Collection"

Prof. Michael Fleischhauer leidt de werkgroep Theoretische Quantenoptiek aan de TU Kaiserslautern. (Foto: Thomas Koziel, TUK)

Het onderzoek naar kwantumopslag voor fotonen van Prof. Michael Fleischhauer, die aan de TU Kaiserslautern (TUK) de werkgroep Theoretische Quantumoptiek leidt, heeft van het gerenommeerde vakblad „Physical Review A“ de erepenning ontvangen. In 2002 voor het eerst gepubliceerd onder de titel „Quantum memory for photons: Dark-state polaritons“, krijgt het artikel nu ook een plek in de Milestone Collection ter gelegenheid van het 50-jarig bestaan van het magazine. Daarmee erkent Physical Review A het werk achteraf als baanbrekend voor de kwantuminformatie-verwerking met fotonen.

Fleischhauer zei al begin jaren 2000 samen met zijn onderzoekspartner Prof. Mikhail Lukin, nu professor aan de Harvard Universiteit, een nieuw concept voor het opslaan van fotonen theoretisch te hebben voorspeld. Vereenvoudigd gesteld voorspelden zij dat een lichtstraal onder bepaalde voorwaarden kan worden stilgezet en op deze manier de kwantistoestand van de daarin opgeslagen energie-eenheden (fotonen) kan worden opgeslagen. Deze inzichten publiceerden de twee wetenschappers onder andere in het bovengenoemde artikel in het vakblad Physical Review A en inspireerden daarmee talloze onderzoeksteams om veelbelovende theorie in de praktijk te brengen.

Het eerste werk dat deze aanpak succesvol realiseerde (met betrokkenheid van Lukin) veroorzaakte opschudding in vakkringen en haalde zelfs de New York Times. „Wetenschappers brengen licht tot stilstand“ kopte de krant destijds. „Ons onderzoek naar kwantuminformatie-verwerking met fotonen is sindsdien uitgegroeid tot een standaardmethode voor het opslaan van licht en wordt tot op heden toegepast in talrijke systemen“, legt Fleischhauer uit. „Onder andere door de reikwijdte die we daarmee in de wetenschappelijke gemeenschap en in de publieke opinie hebben bereikt, is het werk door Physical Review A geëerd met een vermelding in de Milestone Collection. Dat is voor mij een bijzondere erkenning.“

Sinds de eerste implementatie in atomaire dempen is de methode aanzienlijk verder ontwikkeld. „Het doel is om het opslagsysteem ook in vaste-stoffenmaterialen te realiseren, te miniaturiseren en de efficiëntie te verhogen, zodat het voor praktische toepassingen zoals een toekomstig kwantuminternet kan worden gebruikt“, aldus de Kaiserslauterse onderzoeker.

Meer informatie over de originele publicatie:

M. Fleischhauer, M.D. Lukin
Quantum memory for photons: Dark-state polaritons
Phys.Rev.A, 65, 022314 (2002)