Università degli studi dell'Insubria

TEORIA DELL'INFORMAZIONE QUANTISTICA

A.A. di erogazione 2013/2014

Laurea Magistrale in FISICA
 (A.A. 2013/2014)

Docenti

Anno di corso: 
1
Tipologia di insegnamento: 
Caratterizzante
Settore disciplinare: 
FISICA TEORICA, MODELLI E METODI MATEMATICI (FIS/02)
Crediti: 
6
Ciclo: 
Secondo Semestre
Ore di attivita' frontale: 
48
Dettaglio ore: 
Lezione (48 ore)

In questi ultimi anni è emerso un nuovo e fertile campo di ricerca che si colloca alla convergenza di due grandi linee di sviluppo scientifico del secolo scorso, la meccanica quantistica e la teoria della informazione. Lo scopo del corso è di introdurre i concetti fondamentali che stanno alla base di questo nuovo ed affascinante campo di ricerca. Ci si attende che lo studente maturi una comprensione qualitativa e quantitativa.

Nozioni base di meccanica quantistica e di fisica della material.

1.Il calcolatore classic: La macchina di Turing classica. Modello circuitale di calcolatore classico. Porte logiche universali. Cenni di teoria della complessita' computazionale. Calcolo e dissipazione energetica. Il principio di Landauer.
2. Introduzione alla meccanica quantistica: Introduzione alle idee fondamentali della meccanica quantistica. Sistemi composti e nonlocalità della meccanica quantistica. II paradosso di Einstein, Podolsky e Rosen e le disuguaglianze di Bell.
3. Il calcolatore quantistico: Dal bit classico al qubit. Porte logiche quantistiche universali. Errori e stabilita' del calcolo quantistico. Calcolo di funzioni logiche. Oracoli quantistici e algoritmo di Deutsch. Algoritmo di Grover. Trasformata di Fourier. Algoritmo di Shor.
4. Comunicazione quantistica: Crittografia classica. Protocollo RSA. Crittografia quantistica: metodi quantistici per la trasmissione sicura dell'informazione. Protocollo BB84. protocollo E91. Dense coding. Teletrasporto quantistico.
5. Problemi attuali e prospettive future: Prime realizzazioni sperimentali: ottica non lineare, elettrodinamica quantistica in cavita’ singolo atomo, atomi freddi, risonanza magnetica nucleare. Il problema della decoerenza.
Lezioni frontali, comprendenti sia l’illustrazione della teoria, che applicazioni ed esempi.

“Principles of quantum computation and Information”. Benenti, Casati, Strini, - World publishing- Singapore-2004- ISBN: 981-238-830-3 (Hard Cover) / 981-238-858-3 (Soft Cover)
Prova orale in cui vengono discussi gli aspetti piu' concettuali del programma unitamente all'illustrazione di qualche esempio concreto.

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A.A. 2017/2018

Anno di corso: 2
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2016/2017

Anno di corso: 1
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2015/2016

Anno di corso: 2
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2014/2015

Anno di corso: 1
Curriculum: PERCORSO COMUNE