CdSFISICA
Codice376BB
CFU9
PeriodoPrimo semestre
LinguaItaliano
Computazione quantistica: basi della computazione quantistica, della manipolazione dei qubit e dei principali algoritmi (Deutsch, Grover, Shor); programmazione quantistica usando i linguaggio Microsoft e IBM
Simulazione quantistica: concetti di base, realizzazione fisica su diverse piattaforme
Comunicazione quantistica: principali protocolli di quantum key exchange, teleportazione quantistica
Metrologia quantistica: principi di base, implementazione con NV centres e atomi freddi
Quantum computation: basics of quantum computation, manipuation of qubits and main algorithms (Deutsch, Grover, Shor); quantum programming using the Microsoft and IBM languages
Quantum simulation: basic concepts, physical realization on various platforms
Quantum communication: main protocols for quantum key exchange, quantum teleportation
Quantum metrology: principles, implementation with NV centres and cold atoms
Esame finale: breve seminario su un articoli scientifico da concordare (circa 20 minuti); interrogazione sugli argomenti del corso
Final examination: short seminar on a scientific paper to be chosen together (around 20 minutes); questions on the topics of the course
Computazione quantistica:
- Qubit e porte quantistiche: rotazioni di singolo qubit, Hadamard, CNOT, Toffoli
- Algoritmi quantistici: Deutsch e Deutsch-Josza, Grover, Shor
- Processi di decoerenza (operatori di Kraus)
- Quantum error correction (bit-flip, phase-flip e bit/phase-flip)
- implementazioni fisiche: ioni intrappolati, giunzioni di Josephson, atomi freddi, fotoni, quantum dots
- programmazione quantistica usando i linguaggi di Microsoft e IBM e programmazioni in rete del computer quantistico IBM (se disponibile)
Simulazioni quantistica:
- l'idea di Feynman del 1980
- simulazione quantistica analogica e digitale; espansione di Trotter
- implmentazioni fisiche con atomi freddi e ioni intrappolati
Comunicazione quantistica:
- protocolli BB84 e Ekert90
- entanglement e teletrasporto quantistico
- quantum dense coding
- capacità dei canali quantistici
Metrologia quantistica:
- il limite di Heisenberg
- implementazioni fisiche con NV centres e atomi freddi
- applicazioni
Quantum computation:
- qubits and quantum gates: single qubit rotations, Hadamard, CNOT, Toffoli
- quantum algorithms: Deutsch and Deutsch-Josza, Grover, Shor
- decoherence processes (Kraus operators)
- quantum error correction (bit-flip, phase-flip and bit/phase-flip)
- physical implementations: trapped ions, Josephson junctions, cold atoms, photons, quantum dots
- quantum programming using the Microsoft and IBM languages, and online programming of the IBM quantum computer (if available)
Quantum simulation:
- Feynman's 1980 idea
- analogue and digital quantum simulation; Trotter expansion
- physical implementations with cold atoms and trapped ions
Quantum communication:
- BB84 and Ekert90 protocols
- entanglement and quantum teleportation
- quantum dense coding
- capcity of quantum channels
Quantum Metrology:
- physical implementations with NV centres and cold atoms
- applications
Esame finale: breve seminario su un articoli scientifico da concordare (circa 20 minuti); interrogazione sugli argomenti del corso
Final examination: short seminar on a scientific paper to be chosen together (around 20 minutes); questions on the topics of the course