Obor fyziky, který garantují katedry Nanotechnologie Obor fyziky, který garantují katedry KEF a SLO

Společná laboratoř optiky UP a FZÚ AV ČR KEF: katedra experimentální fyziky SLO: společná laboratoř optiky Společná laboratoř optiky UP a FZÚ AV ČR

Univerzita Palackého založena 1573 dnes 8 fakult cca 24.000 studentů v počátcích bylo olomoucké vysoké učení označováno jako akademie

Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i. má sídlo v Praze největší ústav AV ČR (cca 770 zaměstnanců) 10 společných laboratoří s univerzitami

Studijní obory Bakalářské studium Přístrojová fyzika specializace astronomické přístroje optické a laserové technologie Bakalářské studium Počítačová fyzika Magisterské studium Aplikovaná fyzika astročásticová fyzika Magisterské studium Nanotechnologie nanofotonika Diplomové práce Postgraduální studium

Společná laboratoř optiky Aplikovaná optika, (spolupráce s mezinárodní projekty CERN, Observatoř Pierra Augera) Kvantová a nelineární optika Laboratoře koherenční zrnitosti Laboratoř interferometrie Laboratoř 3D topografie Laserové technologie od. r 2010 součást RCPTM

Koherenční zrnitost - spekl Hrabovský, Horváth, Šmíd...

3D topografie - Moiré topografie T.Rössler, D.Mandát, M.Pochmon...

Interferometrie v bílém světle P.Pavlíček

Laserové technologie H.Chmelíčková, H.Lapšanská, M.Havelková

Detekce kosmického záření - Projekt Pierr Auger Primární kosmická částice kaskáda sekundárních částic fluorescence excitovaných molekul Čerenkovovo záření + - na zem dopadající sekundární částice „atmosférické spršky“ P.Schovánek, M.Palatka, M.Pech, D.Mandát, L.Nožka, T.Rössler, L.Kocian, S.Fešar, J.Vančura, J.Zatloukal, M.Marek, E.Paličková, M.Baďurová...

Princip hybridní detekce kosmického záření Fluorescenční detektor - fluorescenční záblesk je zobrazen optikou na pole fotodetektorů Povrchový detektor čerenkovský detektor, (barely s 12 tunami velmi čisté vody, detekce pomocí tří fotonásobičů)‏

Největší observatoř tohoto typu na světě Colorado USA ( budoucnost )‏ Povrchové detektory - 1600 barelů, 1.5 km rozestup Malargüe, Province Mendoza, ARGENTINA 3 000 km2

Největší observatoř tohoto typu na světě Fluorescenční detektor odrazivost ~ 90 % poloměr křivosti zrcadla R = 3400 mm; průměr opsané kružnice ~ 600 mm; tloušťka ~ 15 mm

Zrcadla pro CERN, komponenty pro LHC Součástí spektrometru DIRAC v CERNu jsou čerenkovské detektory. Jejich součástí jsou také 4 členné zrcadlové členy, fokusující vygenerované záření na fotodetektor. Zrcadla byla navržena a vyrobena ve SLO. DIRAC II Čerenkovské detektory P.Schovánek, M.Palatka, M.Pech, D.Mandát, L.Nožka...

Kvantová a nelineární optika Kvantové multimetry Kvantové klonování Kvantová informatika, hradla pro kvantové počítání Konstrukce detektorů s rozlišením v počtu fotonů Měření fotonových statistik Měření prostorových korelací Návrh a charakterizace fotonických krystalů Konstrukce pulsního homodynního detektoru

Generace fotonových párů v nelineární procesu SPDC V krystalu LiIO3 Type I V periodicky pólovaném KTP

EXPERIMENT THEORY

Měření SPDC fotonových párů pomocí iCCD kamerou

Quantum information processing experiments with photon pairs During recent 10 years - both theoretical and experimental effort to enrich classical information processing using quantum mechanics → launching Quantum Information Processing QIP. Classical basis states Quantum superpositions QIP requires precise control and manipulation of the quantum bits (qubits). Any protocol can be decomposed to single-qubit and two-qubit gates. Classical computer today Quantum computer future

1.1. SWAP gate This gate is based on decomposition of the input two-photon state to symmetric and anti-symmetric subspace, individual attenuation and phase shift. and Gate operation A. Černoch et. al, Phys. Rev. Lett. 100, 180501 (2008)

Changing the classical parameter (phase) we can flip the state within the gate. Gate operation

1.2. Implementation of the optimal controlled phase gate Gate operation We experimentally verified, that the success probability of the gate operation is not a monotonous function of the phase. This behavior is contraintuitive and yet not fully understood. K. Lemr et. al, Phys. Rev. Lett. 106, 013602 (2011).

Kwiat type SPDC source 1999 P.G. Kwiat et al., Phys. Rev. A 60, R773. named after the first proposal 1999 P.G. Kwiat et al., Phys. Rev. A 60, R773. 1st crystal 2nd crystal Coherent superposition of contributions from both type I crystals Proper adjustment of the polarization of the pump allows to generate any 2-photon polarization state on demand.