Attività svolta:
Questo laboratorio nasce negli anni Novanta quando è stato protagonista del primo esperimento di teletrasporto quantistico. Oggi il Quantum Information Lab è dedicato all’investigazione di 4 filoni di ricerca:
- Esperimenti su test fondamentali della meccanica quantistica come il dualismo onda-particella e la non-località degli stati fotonici quantistici distribuiti su network complessi.
- Sviluppo di protocolli di metrologia quantistica sfruttando le correlazioni quantistiche tra gli stati fotonici generati. A tal fine vengono utilizzati circuiti integrati riconfigurabili per garantire lo sviluppo di tecniche adattative basate su algoritmi di Machine Learning per la stima di fasi ottiche.
- Simulazioni di processi fisici con comportamento quantistico attraverso stati complessi di singoli fotoni su diverse piattaforme.
- Studio di protocolli di comunicazione e crittografia quantistica sfruttando fotoni generati a diverse lunghezze d’onda con particolare attenzione a quella Telecom per garantire il collegamento in fibra ottica di più stazioni a grandi distanze.
Attività didattiche e formative:
Nel Quantum Information Lab vengono svolte attività didattiche nell’ambito del corso della Laurea Magistrale in Fisica - Lab Phys II. Negli ultimi anni sono state svolte diverse tesi di laurea magistrale e di dottorato.
Strumentazione del laboratorio:
Per garantire la massima stabilità e l’adeguato isolamento e supporto, gli apparati sono sviluppati ciascuno su un apposito tavolo ottico. La generazione ad alta efficienza di stati di singolo fotone è garantita dall’utilizzo di laser impulsati ultracorti ad alta potenza (due MIRA 900, MIRA HP Coherent). Sono presenti 5 sorgenti di stati fotonici correlati quantisticamente, con cristalli non lineari e detector a cascata per la rilevazione di singoli fotoni. La manipolazione del fascio laser e degli stati quantistici generati avviene attraverso l’utilizzo di elementi ottici standard e circuiti ottici integrati.
