Reply to the Comment on `Deterministic Single-Photon Source for Distributed Quantum Networking'

Reply to the comment of H. J. Kimble [quant-ph/0210032] on the experiment realizing a "deterministic single-photon source for distributed quantum networking" by Kuhn, Hennrich, and Rempe [Phys. Rev. Lett. 89, 067901 (2002), quant-ph/0204147].Comment: 1 page 1 figur

The paleoceanography of the Antarctic Circumpolar Current and the Weddell Gyre from sedimentary records, a patchy story

第3回極域科学シンポジウム　横断セッション「海・陸・氷床から探る後期新生代の南極寒冷圏環境変動」11月26日（月） 国立国語研究所 ２階講

Transition from antibunching to bunching in cavity QED

The photon statistics of the light emitted from an atomic ensemble into a single field mode of an optical cavity is investigated as a function of the number of atoms. The light is produced in a Raman transition driven by a pump laser and the cavity vacuum [M.Hennrich et al., Phys. Rev. Lett. 85, 4672 (2000)], and a recycling laser is employed to repeat this process continuously. For weak driving, a smooth transition from antibunching to bunching is found for about one intra-cavity atom. Remarkably, the bunching peak develops within the antibunching dip. For saturated driving and a growing number of atoms, the bunching amplitude decreases and the bunching duration increases, indicating the onset of Raman lasing.Comment: 4 pages, 4 figure

Quantum Beat of Two Single Photons

The interference of two single photons impinging on a beam splitter is measured in a time-resolved manner. Using long photons of different frequencies emitted from an atom-cavity system, a quantum beat with a visibility close to 100% is observed in the correlation between the photodetections at the output ports of the beam splitter. The time dependence of the beat amplitude reflects the coherence properties of the photons. Most remarkably, simultaneous photodetections are never observed, so that a temporal filter allows one to obtain perfect two-photon coalescence even for non-perfect photons.Comment: 4 pages, 3 figure

A young porcellanite occurrence from the Southwest Indian Ridge

A porcellanite layer, probably younger than 0.6-0.4 Ma, of a nearly monomineralic composition of opal-CT was sampled on the Southwest Indian Ridge during Polarstern cruise ANT-VI/3. The intense cementation of the rock, together with recent findings by the Ocean Drilling Program (Legs 113 and 120) and the occurrence of a unique older porcellanite from Eltanin Core 47-15, provides evidence of very early silica precipitation in pure diatom oozes of the Southern Ocean. Such porcellanites occur in shallowly buried young sediments and provide a contrast to the established concepts of porcellanite formation

Beschreibung von Proteinbindetaschen für Funktionsstudien und de Novo-Design und die Entwicklung von Methoden zur funktionellen Klassifizierung von Proteinfamilien

Die Analyse der Ähnlichkeitsbeziehungen von Proteinbindetaschen ist das zentrale Thema, das in verschiedenen Variationen in dieser Arbeit bearbeitet wurde.Die grundlegende Annahme hinter dem vorgestellten Ansatz ist, daß die Funktion eines Proteins in starkem Maße von der Gestalt und den physikochemischen Eigenschaften der Bindetasche bestimmt wird. Ähnlichkeiten von Proteinbindetaschen lassen sich demnach dazu nutzen, Rückschlüsse über die Funktion von Proteinen zu erhalten. Außerdem helfen sie in der Identifizierung von Liganden oder Ligandfragmenten, die in verwandte Bindetaschen binden und können so Ideen für das Design von neuen Inhibitoren liefern. Des Weiteren können Ähnlichkeiten in den Bindetaschen nicht Sequenz-verwandter Proteine dazu genutzt werden, mögliche Kreuzreaktivitäten zwischen diesen vorherzusagen. Schließlich bilden sie die Grundlage für eine funktionelle Klassifizierung von Proteinbindetaschen. Die vorgestellte Arbeit baut auf der Methode Cavbase auf, die die geometrische Form und die physikochemischen Eigenschaften von Bindetaschen beschreibt und ähnliche Bereiche in zwei Bindetaschen bestimmt. Die physikochemischen Eigenschaften der Aminosäuren wird durch 3D-Deskriptoren (Pseudozentren) ausgedrückt. Für einige Interaktionseigenschaften der Aminosäuren wurden neue Pseudozentren eingeführt. Ein Vergleich der Bindetaschenrepräsentation mit wissensbasierten Ansätzen wie Superstar und Drugscore hat gezeigt, daß die Eigenschaften der Bindetaschen von Cavbase sehr gut abgebildet werden. Durch die Implementierung der Beschreibung von Bindetaschen durch Bitstrings, konnte die Geschwindigkeit von Bindetaschenvergleichen wesentlich erhöht werden. An verschiedenen Beispielen ist der erfolgreiche Einsatz von Cavbase in der Ähnlichkeitsanalyse und dem Entdecken von verwandten Proteinbindetaschen gezeigt worden. Weiterhin konnten an 26 ausgewählten Proteinen, deren Funktion zum Zeitpunkt der Kristallstrukturbestimmung noch nicht bekannt war (sogenannten hypothetical proteins), die Möglichkeiten und Grenzen des Cavbase Ansatzes gezeigt werden. Cavbase ist in der Lage, funktionelle Ähnlichkeiten mit anderen Proteinen zu entdecken und Ideen für die Funktionsannotierung vorzuschlagen. Ähnlichkeiten in den Bindetaschen von zwei Proteinen können sich in einer unerwünschten Nebenwirkung manifestieren. Eine mögliche Kreuzreaktivität ist bei Sequenz-verwandten Strukturen relativ einfach abzuschätzen. Schwieriger ist die Vorhersage von Kreuzreaktivitäten, wenn die betrachteten Proteine keine Sequenz- und Faltungsmusterhomologie aufweisen. In dieser Arbeit konnte eine im Experiment beobachtete Kreuzreaktivität strukturell verstanden und mit Cavbase nachvollzogen werden . Als zweiten Fall einer möglichen Kreuzreaktivität wurden ähnliche Bereiche in den Bindetaschen von Carboanhydrase und Malatdehydrogenase aufgefunden, die eine im Experiment beobachtbare Kreuzreaktivität strukturell plausibel machen. Traditionelle Methoden, die die Ähnlichkeit zwischen Proteinen oder Proteinbindetaschen bestimmen, vergleichen eine Bindetasche gegen einen großen Datensatz eben solcher und beschränken sich dabei nur auf die Analyse ausgewählter Bindetaschen. In dieser Arbeit wurde der Fokus stattdessen auf eine Clusteranalyse von großen Datensätzen gelegt. Dabei steht jetzt nicht die Ähnlichkeitsbeziehungen einzelner Bindetaschen zueinander im Vordergrund, sondern die gleichzeitige Analyse von Ähnlichkeitsbeziehungen von mehreren Bindetaschen. In dieser Arbeit wurden deshalb Methoden entwickelt, um große Datensätzen von Bindetaschen miteinander vergleichen und Ähnlichkeits- und Clusteranalysen durchführen zu können. Durch den Einsatz heuristischer Filter konnten Bindetaschenvergleichen wesentlich beschleunigt werden. Besonders interessant ist die Analyse von Proteinfamilien. Am Beispiel von zwei pharmazeutisch relevanten Proteinfamilien den alpha-Carboanhydrasen und den Proteinkinasen konnte gezeigt werden, wie sich Ähnlichkeiten und Unterschiede in den Bindetaschen dazu nutzen lassen, um eine funktionelle Klassifizierung dieser Familien aufzubauen. Cavbase ist in der Lage, die betrachteten Bindetaschen auf der Ebene der Proteinsubfamilie zu unterscheiden

A Single-Photon Server with Just One Atom

Neutral atoms are ideal objects for the deterministic processing of quantum information. Entanglement operations have been performed by photon exchange or controlled collisions. Atom-photon interfaces were realized with single atoms in free space or strongly coupled to an optical cavity. A long standing challenge with neutral atoms, however, is to overcome the limited observation time. Without exception, quantum effects appeared only after ensemble averaging. Here we report on a single-photon source with one-and-only-one atom quasi permanently coupled to a high-finesse cavity. Quasi permanent refers to our ability to keep the atom long enough to, first, quantify the photon-emission statistics and, second, guarantee the subsequent performance as a single-photon server delivering up to 300,000 photons for up to 30 seconds. This is achieved by a unique combination of single-photon generation and atom cooling. Our scheme brings truly deterministic protocols of quantum information science with light and matter within reach.Comment: 4 pages, 3 figure