Forskningsgennembrud har inden for de seneste årtier gjort ikke-intuitive kvanteeffekter som kvantesuperpositionstilstande og entanglement mere begribelige og kontrollerbare. Disse effekter udnyttes nu i udviklingen af nye kvanteteknologier, der fundamentalt adskiller sig fra de eksisterende. Denne udvikling vil bla. føre til kvantekryptografi-baseret kommunikationssikring, et paradigmeskifte inden for computervidenskaben (kvantecomputeren) og ekstremt følsomme sensorer til. f.eks biomedicinsk billeddannelse.
Der er således tale om en forestående teknologisk revolution, og erhvervslivet (f.eks. Google og Microsoft) investerer massivt i udviklingen.

Målet med dette kursus er at undersøge nogle af disse kvanteteknologier eksperimentelt, særligt med fokus på optiske teknologier. Dette inkluderer en forståelse af hvorledes kvantetilstande genereres, detekteres og karakteriseres. Der vil specielt være fokus på håndtering og eliminering af teknisk støj, der uundgåeligt er tilstede i ethvert eksperiment og udvasker de subtile kvanteeffekter. En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:

• Transformere teoretisk kvantefysik til praktisk implementering
• Analysere egenskaber ved kvanteoptiske lyskilder
• Diagnosticere og vurdere tekniske imperfektioner i eksperimentelle opstillinger
• Identificere, designe og implementere optimale strategier til dataanalyse
• Redegøre for forskellige anvendte teknikker i en bestemt kvanteteknologi
• Diskutere kvanteoptiske eksperimenter
• Organisere, planlægge og udføre fælles arbejde i en projektgruppe
• Præsentere og forsvare eksperimentelt arbejde
• Dokumentere eksperimentelt arbejde

Kurset introducerer den studerende til eksperimentelle teknikker i forbindelse med frembringelse af fotoniske kvantetilstande (lysets partikel egenskab) ved hjælp af en parametrisk nedkonverteringskilde. De genererede kvantetilstande vil blive detekteret med enkelt-foton detektorer, og derved læres de grundlæggende principper bag detektionsprocessen og tilhørende støjkilder.
Kvantetilstande karakteriseres eksperimentelt gennem udførelse af kvantetilstandstomografi, og egenskaber ved fotonpar vil blive studeret gennem de berømte Hong-Ou-Mandel og Hanbury-Brown-Twiss eksperimenter.
Der vil være mulighed for at implementere anvendelser af kvanteteknologi, og der vil være særligt fokus på de tekniske detaljer en eksperimentalist skal tage hensyn til i forbindelse med demonstration af teoretiske kvanteoptiske forudsigelser og implementering af disse i konkret praksis. Den studerende får således en indføring til de tekniske udfordringer en ingeniør møder i det praktiske arbejde med moderne kvanteteknologi. Relevant litteratur vil blive inddraget i henhold til de enkelte projektgruppers behov. Der er ikke et fast pensum. 07. november, 2017