COLLOQUIUM: Nanodispositivi coerenti per la computazione quantistica

Description
Controllare la dinamica di un sistema quantistico è attualmente oggetto di una intensa attività di ricerca, anche per l'interesse verso l'implementazione di computer e simulatori quantistici. Sfruttando nuovi paradigmi computazionali, basati sul principio di sovrapposizione e sullo entanglement quantistico, essi permettono di risolvere problemi che richiederebbero tempi esponenzialmente grandi con l'usuale elaborazione binaria. L'implementazione di un calcolatore quantistico richiede tecnologie con requisiti molto stringenti. Attualmente esistono diverse piattaforme di hardware quantistico, come sistemi atomici, atomi in trappola, sistemi basati su risonanza magnetica nucleare e dispositivi a stato solido. In questo Colloqium, dopo avere introdotto i concetti base della teoria della informazione quantistica, illustreremo le potenzialità di nanodispositivi superconduttivi per la realizzazione di bit-quantistici e di porte logiche. I nanocircuiti superconduttivi consentono di combinare in maniera semplice ed efficace i vantaggi della coerenza macroscopica della fase superconduttiva e la tecnologia avanzata delle tecniche di nanofabricazione. La maggiore sfida nella realizzazione di un calcolatore quantistico a stato solido è riuscire simultaneamente a controllare la dinamica coerente del sistema, a effettuare misure ed a mantenere l'isolamento da gradi di libertà non controllati dell'ambiente circostante il cui effetto e' di causare un graduale perdita della coerenza dell'evoluzione del sistema. Illustreremo le principali cause di decoerenza in questi disposititvi e le possibili strategie di controllo quantistico attualmente oggetto di indagine.
Organised by Francesca Rizzo