Nanodesigning of Atomic and MolEcular QUAntum Matter

NAMEQUAM

Finanziamento del: European Commission – European Research Council (ERC)  
Calls: VII Programma Quadro
Data inizio: 2009-01-01  Data fine: 2012-04-30
Budget totale: EUR 3.148.903,00  Quota INO del budget totale: EUR 615.540,00
Responsabile scientifico: Arimondo Ennio    Responsabile scientifico per INO: Arimondo Ennio

Sito Web: Visita

Principale Organizzazione/Istituzione/Azienda assegnataria: CNR – Istituto Nazionale di Ottica (INO)

altre Organizzazione/Istituzione/Azienda coinvolte:
CNR – Istituto Nazionale di Ottica – UOS di Pisa
ETH – Zurich Eidgenossische Technische Hochschule Zurich Zurich – Switzerland
European Laboratory for Non-Linear Spectroscopy (LENS)
ICFO – Institut de Ciencies Fotoniques, Fundacio Privada Castelldefels (Barcel
IFPAN: Institute of Physics, Polish Academy of Sciences Warsav | Poland
JGUM – Johannes Gutenberg Universitäet Mainz Mainz – Germany
MPG – Max-Planck-Institut für Quantenoptik Garching – Germany | Munich -German
UIBK – Universität Innsbruck Innsbruck – Austria
VU: Vilniaus Universitetas Vilnius | Lithuania

altro personale INO coinvolto:



Abstract: Il progetto studia la tecnologia della materia quantistica basata su atomi/molecole ultrafreddi per obiettivi di informazione e computazione quantistiche. Gli sforzi del Progetto sono concentrati su atomi/molecole confinati in nanostrutture periodice, sia imposte esternalmente da reticoli ottici, sia auto-generate dalle interazioni atomiche/molecolari. Operazioni quantistiche in parallelo in nanostutture periodiche possono produrre dei progressi molto importanti in differenti direzioni della informazione quantistica. Il Progetto è dedicato allo sviluppo di nuove tecnologie per l’ingegnerizzazione quantistica e per il controllo quantistico di atomi e molecole ultrafreddi confinati in nano strutture periodiche. Un aspetto innovativo è lo sviluppo di appropriati strumenti per realizzare il controllo quantistico di sistemi a molti corpi fortemente correlati al livello nanoscopico facendo uso di interazioni di natura quantistica che operino con moderati o grandi raggi di interazione. I sistemi correlati che interagiscono fortemente permettono di realizzare un livello di computazione quantistica che non può essere realizzato attraverso i tradizionali elementi qubits basati su stati di spin o di struttura iperfina. Le interazioni con raggi di azione moderati o grandi saranno utilizzate in sistemi quantistici a pochi corpi al fine di produrre delle veloci porte quantistiche basate su nuovi e robusti qubits oppure qudits. Anche gli stati quantistici basati su un ordine topologico saranno impiegati per questi scopi. Tutti questi sistemi sono molto importanti per nuove implementazioni d’informazione quantistica.

Gli obiettivi del Progetto riguardano il nanodisegno di materia quantistica di sistemi atomici o molecolari per la realizzazione alla scala mesoscopica di sistemi con un numero limitato di oggetti. La nostra investigazione è caratterizzata dalla generazione e la rivelazione d’intricazione quantistica a molte particelle, la robustezza di qubits non tradizionali, la realizzazione di memorie quantistiche. Il Progetto metterà in esecuzione nuove tecnologie d’informazione quantistica e realizzerà i seguenti obiettivi completamente originali: caratterizzazione di sistemi quantistici in presenza d’interazioni a lungo raggio di azione per una informazione quantistica ottimizzata; la manipolazione di sistemi individuali integrati in algoritmi di informazione quantistica; il disegno di nuovi elementi di computazione quantistica basati sulla interazioni a lungo raggio di azione; lo sviluppo di tecniche di computazione quantistica tecnologica; la creazione di intricazione a multi-particelle per studi di simulazione quantistica. Allo stadio presente dello sviluppo della informazione quantistica tutti gli obiettivi elencati sopra sono totalmente originali per una tecnologia basata sulla materia quantistica localizzata in reticoli ottici. Per quanto riguarda gli aspetti di visione al lungo termine, i progressi tecnologici e concettuali prodotti dagli studi progettati sulla intricazione a molti corpi, sulle strutture topologiche e sulla nano fabbricazione ottica porteranno alla identificazione di nuove direzioni di sviluppo alternativo per la manipolazione della informazione quantistica in strutture miniaturizzate ed anche scalabili.