Esperimenti

Ingegneria quantistica di stati di luce

Il gruppo di ricerca di Ottica Quantistica sviluppa nuovi strumenti e tecniche per generare e manipolare gli stati quantistici della luce e caratterizzare la luce a livello di singoli fotoni. Questo ci ha permesso di condurre esperimenti che mettono alla prova i fondamenti della meccanica quantistica e aprire la strada alle tecnologie quantistiche emergenti.
Il gruppo è leader mondiale nella produzione, manipolazione, e la rilevazione di stati quantistici di luce in regime di variabili continue basati sull’interazione di impulsi laser ultracorti con cristalli non lineari. Nuove tecniche di preparazione condizionata consentono la produzione controllata di stati a singolo fotone e operazioni quantistiche di base come l’addizione e la sottrazione di singoli fotoni da stati di luce arbitrari. Sequenze arbitrarie e sovrapposizioni di tali operazioni, insieme con una combinazione altamente avanzata per rivelazione omodina nel dominio del tempo e tomografia quantistica, vengono utilizzati sia per l’analisi della fisica quantistica fondamentale, e come strumento di possibili applicazioni nei settori emergenti della comunicazione quantistica e elaborazione delle informazioni. Alcune realizzazioni recenti sono: amplificatore privo di rumore ad alta fedeltà per stati quantistici della luce e la produzione di entanglement ibrido quantistico-classico.
Sono state sviluppate tecniche originali per la preparazione di sovrapposizioni di stati quantici in temporalmente separati e rivelazione omodina di stati non classici in modalità spettro-temporali arbitrarie, che può rappresentare un efficace approccio per la codifica dell’informazione quantistica in uno spazio di Hilbert ad alta dimensionalità. In questo caso, sono state applicate per la prima volta le tecniche adattive tipiche della fisica del controllo coerente ultraveloce a misurare gli stati non classici di luce.

I nostri strumenti:

 Generazione stato quantistici con conversione parametrica
 Generazione condizionata di stati a singoli fotoni
 Operatori quantistici condizionati (operatori di creazione e annichilazione di fotoni)
 Sequenze e sovrapposizioni di operatori
 Analisi dello stato quantico da rivelazione omodina e tomografia quantistica
 Caratterizzazione e modellazione di impulsi ultracorti

I nostri temi di ricerca:

 Generazione di stati e operatori quantistici
 Test fondamenti della meccanica quantistica (regole di commutazione, etc.)
 Fornire le risorse di base per le nuove tecnologie quantistiche

Entanglement ibrido

Transizione tra stati classici e quantistici