Physikerin oder Physiker (w/m/d) - Atomare Quantenspeicher für einzelne Photonen

Das DLR-Institut für Optische Sensorsysteme entwickelt, testet und nutzt optische Sensoren und spektroskopische Techniken für unterschiedliche Anwendungen. In der Abteilung für Terahertz- und Laserspektroskopie wird an der Entwicklung maßgeschneiderter optischer Systeme gearbeitet mit dem Ziel ihrer Anwendung für Laboranalytik und für die Fernerkundung von extraterrestrischen Objekten innerhalb und außerhalb unserer Galaxie. Ein weiterer Fokus der Arbeit besteht darin, geeignete Laserspektroskopiemethoden für zukünftige robotische Missionen zur Erforschung unseres Sonnensystems zu adaptieren.

Wir bieten eine Doktorandenstelle in der Gruppe „Physikalische Grundlagen der IT Sicherheit“ innerhalb der Abteilung für Terahertz- und Laserspektroskopie an. Unser Forschungsinteresse gilt sowohl den grundlegenden Methoden und Technologien als auch den Anwendungen optischer Quantentechnologien. Zu den ersteren gehören Quantenlichtquellen und photonische Quantenspeicher zur Speicherung nichtklassischer Lichtzustände. Zu den letzteren gehören Repeater-basierte Quantenkommunikation, optische Quantencomputer, aber auch optische neuromorphe Rechnerarchitekturen für die künstliche Intelligenz.

Das Thema Ihrer Promotion soll die Entwicklung eines Laborexperiments zu einem optischen Quantenspeicher auf Basis von Cäsium-Atomen bei Raumtemperatur enthalten. Dieser Aufbau soll im Anschluss genutzt werden, um in Kooperation mit der TU Berlin einzelne Photonen aus Halbleiter-Quantenpunkten zu speichern und in ihrer zeitlichen Form zu verändern. Hierbei wird erstmals ein heterogenes Quanteninterface zwischen einem atomaren Quantenspeicher und einer Festkörper-Einzelphotonenquelle realisiert. Dieser Schlüsselbaustein der Quanten-Photonik soll die Erzeugung von nahezu perfekt ununterscheidbaren Photonen und nahezu vollständige Verschränkungs-Treue in Quantenrepeater-Protokollen ermöglichen. Gleichzeitig soll die zeitliche Einhüllende der gespeicherten und ausgelesenen Photonen so manipuliert werden, dass sich mehrere Bits an Information auf einzelne Photonen kodieren lassen und so die Datenkapazität in Quantenkommunikationsprotokollen erhöht wird.

Ihre Arbeitsleistung erbringen Sie in einem Umfang von wöchentlich 19,25 Stunden.