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4.2 - QUANTUM COMUNICATION - appunti
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Il corso si focalizza sulla comunicazione quantistica, coprendo i fondamenti della meccanica quantistica, inclusi operatori, stati, e l'interpretazione di Copenaghen. Vengono esplorati concetti chiave come qubit, gate quantistici, entanglement, crittografia e teletrasporto quantistico. L'esame è a libro aperto, con domande teoriche ed esercizi numerici, della durata di 90 minuti con supervisione webcam. Le lezioni si tengono il martedì e il mercoledì pomeriggio.
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- Materiale del Corso: Sono previste slide, i libri non sono richiesti. Ulteriori risorse sono disponibili su https://qt.eu/.
- Programma del Corso:
- Introduzione alla Meccanica Quantistica: Funzioni d'onda, operatore Hamiltoniano, equazione di Schrödinger, notazione di Dirac, sovrapposizione di stati, osservabili, operatori Hermitiani, processo di misura e collasso, principio di incertezza, operatore di densità.
- Oscillatore Armonico: Autovalori e autofunzioni, operatori di creazione e annientamento, stati di numero (Fock), stati coerenti.
- Rappresentazione Quantistica della Luce e dei Fotoni: Radiazione elettromagnetica, fotone, stati di Fock e coerenti della luce, interazione radiazione-materia, fotodetenzione, polarizzazione della luce (calcolo di Jones, parametri di Stokes, sfera di Poincaré).
- Informazione e Comunicazione Quantistica: Qubit, gate quantistici, operatori unitari, operatori di Pauli, sfera di Bloch, misurazione dei qubit, gate NOT controllato, entanglement, stati di Bell, teorema del non-clonazione, computazione quantistica, crittografia quantistica, teletrasporto quantistico.
- Lezioni: Il martedì e il mercoledì dalle 13:30 alle 15:00.
- Contatti del Docente: [email protected].
- Esame:
- Scritto, a libro aperto, con domande aperte ed esercizi numerici.
- Include esercizi da risolvere numericamente e domande teoriche a risposta aperta.
- Tre domande, con punti teorici e numerici da risolvere con calcolo semplice.
- Le risposte devono essere scritte su carta e poi caricate come immagini.
- Durata di 1 ora e 30 minuti, solo materiale scritto/stampato, nessun materiale elettronico/online.
- Supervisione tramite webcam (Microsoft Forms); possibile discussione orale in caso di dubbi sulla regolarità.
- Basato esclusivamente sul materiale delle lezioni (slide, appunti scritti).
- Il seminario sui rilevatori di singoli fotoni non sarà oggetto d'esame.
- Verrà caricato un esempio di esame con soluzioni per gli esercizi numerici.
- Per dubbi o richieste di chiarimento, contattare via email per organizzare un incontro virtuale.
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Di cosa parla l'insegnamento
QUANTUM COMMUNICATIONS · 2° semestre · 5 CFU · IINF-03/A
Aim of the course is to give to the students the knowledge of the principles at the basis of Quantum Communications. The applications of these principles to some relevant examples of quantum communication protocols, like quantum key distribution for secure transmission of information, also exploiting the quantum…