Quantum light state engineering




Entanglement ibrido tra stati di luce corpuscolari e ondulatori





Entanglement tra impulsi laser coerenti con l\’aggiunta condivisa di un singolo fotone



Descrizione

Sviluppiamo strumenti e tecniche innovative per generare stati di luce non classici, per manipolarli in modo arbitrario e per caratterizzare la luce a livello di singolo fotone. Questo ci consente di eseguire esperimenti che studiano le basi stesse della fisica quantistica e aprono la strada alle tecnologie quantistiche emergenti.
Siamo leader mondiali nella produzione, manipolazione e rivelazione di stati quantistici di luce nel regime di variabili continue, utilizzando come base l’interazione di impulsi laser ultracorti con cristalli non lineari. Inoltre, utilizziamo intensi impulsi laser al femtosecondo anche per sviluppare nuove sorgenti e rivelatori basati su diamante.
Tecniche di preparazione condizionata ci consentono la produzione controllata di singoli fotoni e la realizzazione di operazioni quantistiche di base come l’aggiunta e la sottrazione di singoli fotoni a/da stati di luce arbitrari. Sequenze e sovrapposizioni di tali operazioni, insieme a schemi avanzati di rivelazione omodina risolta in tempo e tomografia quantistica, vengono utilizzate sia per studi fondamentali di fisica quantistica, sia come strumenti per applicazioni nei campi della comunicazione e dell’elaborazione quantistica dell’informazione.
Oltre a manipolare lo stato quantistico della luce su modi singoli e ben definiti, sviluppiamo anche tecniche originali per l’ingegneria della luce e la generazione di entanglement mediante sovrapposizioni coerenti di operazioni quantistiche su più modi. Insieme a nuovi schemi per la rivelazione omodina su modi spettro-temporali arbitrari, questo può consentire la codifica dell’informazione quantistica su alfabeti più estesi, fornire nuovi strumenti per una migliore precisione di misura e, infine, aiutarci a rispondere a domande fondamentali sul confine sfumato tra fisica classica e quantistica.


Per approfondire

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Staff INO

Anderlini Lucio
Barbieri Marco
Bellini Marco
Biagi Nicola
Corsi Chiara
Francesconi Saverio
Sciortino Silvio
Zavatta Alessandro

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