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INIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE

PROGRAMMA DI RICERCA 2005

italiano - english
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
Classificazione geografica
Bibliografia
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Parole Chiave
ENTANGLEMENT QUANTISTICO; COMUNICAZIONI OTTICHE; AMPLIFICAZIONE PARAMETRICA OTTICA; CRITTOGRAFIA QUANTISTICA; NONLOCALITA' QUANTISTICA; INFORMAZIONE QUANTISTICA; TOMOGRAFIA QUANTISTICA; STATI SQUEEZED; IMPULSI A SINGOLO FOTONE

Generazione, manipolazione e rivelazione di luce entangled per comunicazioni quantistiche

Università degli Studi di Camerino
Abstract
La comunicazione quantistica, cioè il trasferimento di stati quantistici tra nodi di una rete, ha suscitato un notevole interesse nella comunità scientifica internazionale grazie alle opportunità offerte dalla manipolazione dell'informazione quantistica contenuta in tali stati. Tale informazione non può essere perfettamente copiata, ma può essere trasmessa in modo assolutamente sicuro e in modo fedele a grande distanza. Come nel caso classico, il più naturale messaggero di informazione quantistica è la radiazione elettromagnetica, che viaggia alla massima velocità possibile ed è poco influenzata dall'ambiente esterno. L'informazione quantistica può essere codificata in vari gradi di libertà della radiazione quali la polarizzazione, il momento, l'energia, il tempo di arrivo. La risorsa che rende l'informazione quantistica qualitativamente diversa da quella classica è l'entanglement, cioè la possibilità che due sottosistemi siano in uno stato non separabile, cioè dipendente dallo stato dell'altro sottosistema. L'entanglement descrive delle correlazioni non locali ed è la risorsa principale (anche se non l'unica) che caratterizza la comunicazione quantistica. Ad esempio, senza la condivisione di uno stato entangled, uno stato quantistico ignoto può essere teletrasportato a distanza solo in modo imperfetto.
In questo progetto, cinque unità di ricerca tra le più attive del panorama nazionale e internazionale nel campo dell'ottica ed informazione quantistica affronteranno >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
David VITALI Università degli Studi di CAMERINO
Obiettivo del Programma di Ricerca
L'obiettivo del progetto è di studiare in maniera completa la comunicazione quantistica con luce entangled affrontando sia dal punto di vista teorico che sperimentale gran parte dei suoi vari aspetti. Il progetto coinvolge cinque unità di ricerca che lavoreranno in maniera fortemente integrata per raggiungere quattro obiettivi principali: 1) realizzazione sperimentale di nuove ed efficienti sorgenti di radiazione entangled, dal regime di singole coppie di fotoni fino a quello di campi intensi; 2) rivelazione efficiente e ricostruzione completa dello stato quantistico e delle proprietà di entanglement della radiazione generata; 3) studio della robustezza dell'entanglement (sia di coppie di fotoni che di modi ottici in variabile continua) rispetto alla propagazione in canali quantistici rumorosi e in particolare lungo fibre ottiche; 4) realizzazione e sviluppo di alcuni protocolli di comunicazione quantistica sia diretta che basata sulla distribuzione quantistica di chiavi. In questo modo si creerà una rete di laboratori in grado di porsi all'avanguardia a livello internazionale nel campo della comunicazione quantistica basata su radiazione ottica entangled, generata mediante processi parametrici in cristalli non lineari del second'ordine.

Vediamo ora come si articolano nel dettaglio questi obiettivi specifici. Per quanto concerne il primo punto, verranno realizzati sperimentalmente e messi a punto diversi schemi di generazione di radiazione entangled. Si >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
La meccanica quantistica e' caratterizzata da alcuni "no-go theorems" che solo apparentemente limitano le possibilita' di manipolare stati quantistici e l'informazione associata. Due differenze illuminanti rispetto alla fisica classica sono ad esempio il fatto che in generale una misura perturba sempre un sistema e l'impossibilita' di clonare uno stato quantistico ignoto [1]. Questi due fatti sembrerebbero rendere la comunicazione quantistica, cioe' il trasferimento di stati quantistici tra nodi di una rete, molto meno attraente della sua controparte classica. In realta' cio' non e' vero, anzi la nascita e lo sviluppo del campo dell'informazione quantistica nell'ultimo decennio sono dovuti proprio alla consapevolezza che tali limitazioni possono essere trasformate in utili applicazioni. Un primo esempio e' fornito dal teletrasporto quantistico [2,3], cioe' la possibilità di trasferire stati quantistici ignoti da un luogo (Alice) ad un altro (Bob). Cio' che viene teletrasportato in modo fedele e' l'informazione quantistica dello stato e il teorema di no-cloning impedisce soltanto che chi trasmette possa mantenere una copia fedele dello stato teletrasportato. La risorsa su cui si basa il teletrasporto e' l'entanglement, cioe' la possibilita' che due sottosistemi siano in uno stato non fattorizzato, cioe' indipendente dallo stato dell'altro sottosistema. L'entanglement descrive delle correlazioni non classiche non locali ed e' il principale strumento (anche se non l'unico) che >>>