Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Physik

Fachgebiet: Experimentalphysik

Betreuer: Prof. Dr. Alexander Szameit



M. Sc Diego Guzman Silva
(e-mail: diego.guzman-silva@uni-rostock.de )

Propagation of single and multi-photon states in integrated laser-written waveguide networks

The aim of this thesis is to analyze both theoretically and experimentally the propagation of single and multi-photon states in integrated waveguides arrays, which can be applied in quantum computation and simulation. As a first part, the impact of decoherence on the dynamics of a system is studied, analyzing the cases of distinguishable and indistinguishable photons. The next part covers the study of quantum suppressions, where conditions necessary for suppression of certain output distributions is investigated. Finally the implementation of a photonic quantum SWAP gate is presented. All experimental realizations were performed through integrated photonic quantum circuits, fabricated with the femtosecond laser writing technique.

Das Ziel dieser Arbeit ist es sowohl theoretisch wie auch praktisch, die Propagation von einzel- und viel-Photonen Zuständen in integrierten Wellenleitersystemen zu untersuchen, mit Anwendung auf die Bereiche Quantum Computation und Quanten Simulationen. Zu Beginn wird der Einfluss von Dekohärenz auf die Dynamik unterscheidbarer und ununterscheidbare Photonen studiert. Weiterführend wird die Unterdrückung bestimmter Quantenzustände, „Quantum Suppression“, analysiert. Der letzte Teil der Arbeit befasst sich mit der Implementierung eines photonischen Quanten-SWAP-Gates. In all diesen Arbeiten geschieht die experimentelle Umsetzung mittels passiver, integrierter, photonischer Quanten Schaltkreise, welche mittels Femtosekundenlaser hergestellt werden.