Coerenza e Controllo dei Sistemi Quantistici (Marco Genoni)
L’obiettivo dell’insegnamento è di fornire gli strumenti teorici per lo studio e la descrizione di strategie di controllo quantistico. Verranno discussi protocolli volti a generare e/o preservare stati quantistici rilevanti per applicazioni in tecnologie quantistiche e in informazione quantistica. Saranno studiati nel dettaglio sistemi quantistici a “variabili continue” (oscillatori armonici quantistici), con particolare attenzione a sistemi optomeccanici quantistici. altro..
Fisica Atomica (Nicola Piovella)
L’insegnamento tratta l’interazione coerente tra radiazione e materia, con applicazioni alla fisica dei laser e del laser ad elettroni liberi (FEL). Si introducono i più recenti argomenti di Fisica Atomica, dal raffreddamento laser di atomi alcalini in trappole magneto-ottiche fino ai più recenti esperimenti con condensati di Bose-Einstein. altro…
Laboratorio di Ottica Quantistica (Simone Cialdi)
L’insegnamento ha come fine quello di far apprendere agli studenti gli elementi di base dell’ottica quantistica e quindi di metterli nella condizione di poter progettare e realizzare gli esperimenti fondamentali che hanno segnato la storia di questa branca della fisica. altro..
Laboratorio di Fisica del Laser (Simone Cialdi)
Il fine dell’insegnamento e’ quello di far apprendere agli studenti la teoria di base relativa ai sistemi laser e di renderli capaci di progettare, costruire e testare un laser a stato solido funzionante in tre diversi regimi: continuo, Q-switched e mode loked. altro…
Ottica Quantistica (Alessandro Ferraro)
Il corso intende fornire le nozioni e i metodi analitici basilari per la descrizione quantistica del campo di radiazione e della sua interazione con la materia. Vengono discussi i principali stati quantistici della radiazione, e si descrivono in dettaglio i processi di misura e di interferometria. In particolare, vengono approfondite alcune tematiche fondamentali di meccanica quantistica applicata all’interazione con singoli atomi e con circuiti basati su superconduttori. Il corso prevede inoltre una discussione sulle applicazioni tecnologiche rilevanti dell’ottica quantistica nei suoi sviluppi più recenti, quali l’orologio a fontana atomica e l’uso pratico degli stati squeezed. altro…
Quantum Walks (Claudia Benedetti)
Obiettivo dell’insegnamento è fornire agli studenti le conoscenze e gli strumenti necessari per lo studio teorico dei quantum walk (QW), i cammini aleatori quantistici. Verranno studiati i concetti di QW continui e discreti nel tempo, su grafi di diversa topologia. Saranno analizzate alcune tra le più importanti applicazioni dei QW, quali l’algoritmo quantistico di ricerca spaziale, il protocollo per il trasferimento perfetto di stati quantistici e la versione quantistica dell’algoritmo di PageRank. Verrà inoltre introdotta la generalizzazione dei QW a molte particelle e saranno presentate implementazioni recenti di QW, evidenziando i problemi sperimentali e le fonti di decoerenza ad essi associati. altro…
Teoria dei sistemi quantistici aperti (Bassano Vacchini)
L’insegnamento fornisce le basi concettuali e matematiche per la studio della dinamica di sistemi quantistici aperti, ovvero per un sistema quantistico influenzato dall’interazione con altri gradi di libertà quantistici. altro…
Teoria quantistica dell’informazione (Matteo Paris)
L’insegnamento fornisce gli strumenti concettuali e analitici per la descrizione dei protocolli quantistici di trattamento dell’informazione, con particolare attenzione alle implementazioni in sistemi finito dimensionali. altro…
Teoria quantistica della computazione (Stefano Olivares)
L’insegnamento si propone di fornire agli studenti una generale comprensione di come la meccanica quantistica possa essere applicata a problemi computazionali. Partendo da concetti di logica classica, si introducono le principali porte logiche a singolo qubit e a due qubit per giungere ad analizzare i principali algoritmi quantistici. Scopo specifico dell’insegnamento è anche quello di fornire agli studenti gli strumenti matematici e fisici adeguati ad affrontare le problematiche discusse e di sviluppare conoscenze relative ai sistemi fisici utilizzati per la realizzazione pratica di un computer quantistico evidenziando i problemi sperimentali ad essi associati. altro…
Fondamenti della meccanica quantistica (Andrea Smirne)
L’obiettivo primario dell’insegnamento è fornire agli studenti gli strumenti teorici necessari per la comprensione della meccanica quantistica come teoria della probabilità, intrinsecamente diversa dalla corrispondente teoria classica. Dopo aver introdotto la formulazione statistica della meccanica quantistica, saranno analizzati alcuni degli aspetti più significativi che caratterizzano tale descrizione. Verranno dapprima presentate le disuguaglianze di Bell ed il concetto di non-località, e quindi si forniranno le basi per studiare la contestualità, a partire dal teorema di Kochen-Specker fino agli sviluppi più recenti. Il corso si propone inoltre di discutere la possibilità di evidenziare la natura quantistica di un sistema che evolve nel tempo, tramite la nozione di invasività della misurazione e le disuguaglianze di Leggett-Garg. altro…
Ottica non lineare e fotonica quantistica (Fabrizio Castelli)
L’insegnamento intende fornire le nozioni basilari per la descrizione dell’interazione della radiazione con i mezzi ottici nonlineari, sia in ambito classico che quantistico. Tramite la risposta ottica nonlineare si discutono la generazione di nuove frequenze, la generazione di singoli fotoni e di stati non classici, e se ne studiano le proprietà quantistiche. Vengono inoltre discusse alcune moderne applicazioni della fotonica, della propagazione della radiazione in fibre ottiche e della manipolazione di segnali ottici. altro…