Quantenoptischer

Quantenoptischer ist ein Adjektiv, das in der Physik verwendet wird, um Phänomene, Systeme oder Messungen zu kennzeichnen, die im Bereich der Quantenoptik liegen. Es beschreibt Eigenschaften des Lichts oder dessen Wechselwirkung mit Materie, die durch Quantenprinzipien erklärt werden.

Zentrale Konzepte sind nichtklassische Lichtzustände wie verschränkte Photonenpaare und Squeezed States, sowie Quantenkohärenz und -messung. Die Erzeugung erfolgt oft durch nichtlineare Optik, etwa parametrische Abwärtskopplung in Kristallen, optische Kavitäten oder integrierte Wellenleiter. Die Charakterisierung nutzt Methoden wie Homodyn- und Heterodyn-Messung, Photonenzählung und Interferometrie.

Technische Plattformen umfassen Laserquellen, hochwertige Kavitäten, integrierte Optik und Detektoren wie supraleitende Nanodraht- oder Einzel-Photonendetektoren. Die Feldstärke und Kopplung zwischen Licht und Materie werden in Kavitäten-QED und in der Optomechanik untersucht, um Quanteneffekte in mikro- oder makroskopischen Systemen zu realisieren.

Anwendungsfelder reichen von Quantenkommunikation und Quantenkryptographie (QKD) über Quantenmetrologie und präzise Messungen bis hin zu bildgebenden Verfahren mit reduzierter Stör- und Fehlerleistung. Quantenoptische Techniken bilden eine zentrale Grundlage der Quanteninformationswissenschaft und tragen zur Entwicklung zukünftiger Quantentechnologien bei.

Historisch entwickelte sich das Feld aus der theoretischen Quantenoptik der 1960er Jahre und praktischen Experimenten in den 1980er und 1990er Jahren. Bedeutende Beiträge stammen von Roy Glauber; wegweisende Experimente wie die Hong-Ou-Mandel-Interferenz prägten die frühe Quantenoptik und legten Grundlagen für heutige Technologien.