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PROGRAMMA DI RICERCA 2005

italiano - english
Programmi di ricerca simili:
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Bibliografia
[1] see M. Genovese, Phys. Rep. in press (2005).

[2] see for example "The Physics of Quantum Information", D. Bouwmeester et al., ed. Springer Verlag, Berlin (2000) and references therein.

[3] G. Brida, M. Genovese and C. Novero, Jour. Mod. Opt. 47, 2099 (2000) and refs. therein.

[4] G. Brida, M. Chekhova, M. Genovese, M. Gramegna, L. Krivitsky, S. Kulik, Phys. Rev. A 70 (2004) 032332; G. Brida, M. Chekhova, M. Genovese, M.Gramegna, L. Krivitsky, M.L. Rastello Journ. Opt. Soc. Am. B 22 (2005) 488.

[5] For a review, see L.A. Lugiato, A. Gatti and E. Brambilla, Quantum Imaging, J.Opt. B: Quant. Semicl. Opt 4, S183 (2002).

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[22] A.Gatti, E.Brambilla and L.A.Lugiato, Entangled imaging and wave partcle duality: from the microscopic to the macroscopic realm, Phys. Rev. Lett. 90, 133603 (2003).

[23] A.F. Abouraddy, P.R. Stone, A.V. Sergienko, B.E.A. Saleh and M.C. Teich, Entangled-Photon Imaging of a Pure Phase Object, Phys. Rev. Lett. 93, 213903 (2004).

[24] F. Devaux and E. Lantz, Eur. Phys. J. D 8, 117 (2000).

[25] B. M. Jost, A. V. Sergienko, A. F. Abouraddy, B. E. A. Saleh, and M. C.Teich, Opt. Express 81, 3 (1998).

[26] S. S. R. Oemrawsingh, W. J. van Drunen, E. R. Eliel, and J. P. Woerdman, J. Opt. Soc. Am. B 19, 2391 (2002).

[27] O. Aytur and P. Kumar, Phys. Rev. Lett. 65, 1551 (1990).

[28] E. Brambilla, A. Gatti, M. Bache, and L. A. Lugiato, Phys. Rev. A 69, 023802 (2004).

[29] G. Brida, M. genovese, C. Novero and E. Predazzi Phys. Lett. A 268 (2000) 12; G.Brida, E. Cagliero, G. Falzetta, M. Genovese, M. Gramegna and C.Novero J. Phys. B 35 (02)4751; G. Brida, M. Genovese, M. Gramegna, C. Novero and E. Predazzi Phys.Lett. A 299 (2002) 121; G.Brida, E. Cagliero, G. Falzetta, M. Genovese, M. Gramegna and E. Predazzi Phys. Rev. A 68 (2003)033803; G. Brida, M. Genovese, M. Gramegna and E. Predazzi Phys. Lett. A 328 (2004)313.

[30] M. Genovese et al., Opt. and Spec. in press (2005).

[31]P. H. Souto Ribeiro, C. Schwob, A. Maitre, and C. Fabre, Sub-shot-noise high-sensitivity spectroscopy with optical parametric oscillator twin beams, Opt. Lett. 22, 1893 (1997).

[32] Jiangrui Gao, Fuyun Cui, Chenyang Xue, Changde Xie, and Peng Kunchi, Generation and application of twin beams from an optical parametric oscillator including an a-cut KTP crystal, Opt. Lett. 23, 870 (1998).

[33]D.V. Strekalov, A.V. Sergienko, D.N. Klyshko, and Y.H. Shih, Phys. Rev. Lett. 74, 3600 (1995); P.H. Souto Ribeiro, S. Padua, J. C. Machado da Silva, and G. A. Barbosa,Phys. Rev. A 49, 4176 (1994); T. B. Pittman, Y. H. Shih, D.V. Strekalov, and A.V. Sergienko, Phys. Rev. A 52, R3429 (1995).

[34]A. F. Abouraddy, B. E. A. Saleh, A. V. Sergienko, and M. C. Teich, Phys. Rev. Lett. 87, 123602 (2001); J. Opt. Soc. Am. B 19, 1174 (2002).

[35] F. Ferri, D. Magatti, A. Gatti, M. Bache, E. Brambilla and L.A. Lugiato, High-resolution ghost image and ghost diffraction experiments with classical thermal light, Phys. Rev. Lett., in press(2005).

[36] D.C. Burnham and D.L. Weinberg, ''Observation of Simultaneity in Parametric Production of Optical Photon Pairs'', Phys. Rev. Lett. 25 (1970), 84; D.N. Klyshko, Sov. J. Quant. Elect. 10,
1112 (1980); A. A. Malygin, A. N. Penin, A. V. Sergienko, Sov. Phys. JETP Lett. 33 (1981) 477.

[37] A. Migdall, Physics Today, January 1999, 41; P.G. Kwiat et al., Appl. Opt. 33 (1994) 1844; A. Migdall et al., Metrologia 32 (1995) 479; V.M. Ginzburg et al., Metrologia 30 (1993) 367.
Parole Chiave
OTTICA QUANTISTICA; IMAGING QUANTISTICO; ENTANGLEMENT; CORRELAZIONE SPAZIALE; METROLOGIA QUANTISTICA

Fasci gemelli in applicazioni di imaging quantistico e metrologia

Università degli Studi dell'Insubria Varese-Como
Abstract
I campi dell'imaging quantistico e della metrologia quantistica hanno negli anni recenti focalizzato un notevole interesse. Questo progetto intende contribuire agli sviluppi di applicazioni in questi campi, facendo uso dell'entanglement/ correlazione quantistica dei fasci gemelli prodotti dal processo di conversione parametrica in frequenza in assenza di cavita', nel regime di guadagno elevato. La parte principale del lavoro verra' dedicata alla realizzazione di uno schema di misura di immagini deboli, con una sensibilita' al di la' del limite quantistico standard, ed a uno schema per la calibrazione di rivelatori di tipo analogico impiegando le correlazioni quantistiche dei fasci gemelli.
Il progetto riunisce due gruppi che negli anni recenti hanno prodotto con le loro ricerche progressi significativi in questi campi. Ricerche comuni teoriche e sperimentali saranno condotte dai due gruppi in stretta collaborazione.

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Luigi LUGIATO Università degli Studi INSUBRIA Varese-Como
Obiettivo del Programma di Ricerca
Il fenomeno dell'entanglement quantistico, che in passato veniva guardato come una sorgente di paradossi per la meccanica quantistica, e' ora divenuto l'elemento portante non solo degli studi sui fondamenti della meccanica quantistica stessa, ma specialmente per nuove applicazioni in campi come l'informazione e la comunicazione quantistica, l'imaging quantistico e la metrologia quantistica.
Il processo di conversione parametrica in frequenza (PDC) genera a livello microscopico coppie di fotoni segnale ed idler, che nel regime di elevato guadagno formano fasci gemelli. I fotoni/fasci gemelli esibiscono entanglement quantistico simultaneamente in energia, momento, posizione e, nel caso della PDC di tipo II, anche in polarizzazione. Queste proprieta' hanno fatto si' che i fotoni e i fasci gemelli divenissero uno strumento versatile e diffuso per applicazioni nei campi menzionati sopra.
Scopo di questo progetto e' investigare applicazioni dei campi gemelli nei campi dell'imaging quantistico e della metrologia quantistica.
L'imaging quantistico si propone di sfruttare la natura quantistica della luce e il parallelismo intrinseco dei fasci luminosi per identificare nuove tecniche di imaging ottico e di trattamento dell'informazione in parallelo a livello quantistico. In maniera simile, la metrologia quantistica identifica nuove applicazioni delle proprieta' quantistiche della luce nell'ambito metrologico.
Questo progetto combina il lavoro di due >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Il processo di conversione parametrica in frequenza (PDC) grazie alle sue proprieta' di entanglement/correlazione e' divenuto nell'ultimo decennio uno degli strumenti piu' rilevanti nel campo dell'ottica quantistica, con applicazioni che spaziano dai fondamenti della meccanica quantistica [1] all'informazione quantistica [2] ed alla metrologia quantistica [3,4].
Negli ultimi anni l'uso della PDC in regime di alto guadagno, ove vengono generati molti fotoni che producono due fasci segnale e idler entangled (fasci gemelli), ha aperto nuove interessanti possibilita' per le applicazioni nominate sopra, ed, in particolare, per gli studi collegati alla formazione di immagini (imaging) ed alla metrologia quantistiche.

L'imaging quantistico e' un campo di ricerca nato relativamente da poco [5], che sviluppa idee e tecniche derivanti dai campi dell'ottica quantistica e non-lineare al fine di realizzare processi di formazione di immagini con una sensibilità e una risoluzione che superano quelle disponibili con l'uso di tecniche classiche. Inoltre consente la formazione di immagini "in assenza di interazione" come nel caso del ghost imaging. Le tecniche di imaging quantistico offrono anche opportunità significative nell'ambito del campo più ampio della scienza dell'informazione quantistica in quanto il parallelismo intrinseco dei fasci ottici che trasportano le immagini aumenta la capacità di informazione.

Il gruppo di ricerca guidato da >>>