Appunti di Fisica ‘07
19 aprile ore 15.00, Aula A
Dip. di Fisica della Materia e Tecnologie Fisiche Avanzate
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Dr. Rosario Lo Franco
((Dipartimento di Scienze Fisiche ed Astronomiche, Università di Palermo)
)
In ottica quantistica, gli stati non-classici del campo elettromagnetico rivestono
un ruolo importante sia da un punto di vista teorico che sperimentale. Infatti, questi
stati possono servire per acquisire informazioni di carattere fondamentale sulla
teoria quantistica e, inoltre, possono trovare applicazioni nel campo della
“informazione quantistica” (Quantum Information Processing, QIP). Stati non
classici come il “Gatto di Schrödinger”i, dove due stati macroscopici distinti possono
esistere contemporaneamente grazie al parallelismo quantistico, mettono in luce le
differenze tra “mondo classico” e “mondo quantistico” e permettono di studiare
proprio il confine tra questi due mondi. D’altra parte, l’entanglement di sistemi
spazialmente separati sta all'origine del comportamento non locale ii ed ha svariate
applicazioni in QIP, come per esempio quantum key distibution, dense-coding o
teletrasportoiii. Per tutti questi motivi, l’analisi, la generazione e la misura di questo
tipo di stati sono da alcuni anni materia di una intensa attività di ricerca in diversi
contesti.
L’elettrodinamica quantistica di cavità (CQED), grazie ai notevoli miglioramenti
sperimentali su fattori di qualità Q delle cavità, controllo degli atomi di Rydberg e
delle loro interazioni con le cavità, si è ultimamente imposta come “terreno” ideale
per la costruzione di stati di campo elettromagnetico quantistico (quantum field
state engineering) e, quindi, per la realizzazione di processi di fondamenti di
meccanica quantistica e di quantum informationiv.
Sulla base di queste considerazioni, nel nostro seminario descriviamo le
tecniche standard di CQED indicate per questi scopi e riportiamo alcuni rilevanti
risultati, sia teorici che sperimentali, ottenuti nel corso di questi ultimi anni v.
i
E. Schrödinger, Naturwissenchaften 23, 807 (1935).
A. Einstein, B. Podolsky, and N. Rosen, Phys. Rev. 47, 777 (1935).
iii
M. A. Nielsen and I. L. Chuang, Quantum Computation and Quantum Information
(Cambridge University Press, Cambridge, 2000).
iv
J. M. Raimond, M. Brune, and S. Haroche, Rev. Mod. Phys. 73, 65 (2001).
v
M. Brune et al., Phys. Rev. Lett. 77, 4887 (1996) ;
R. Lo Franco, G. Compagno, A. Messina, and A. Napoli, Phys. Rev. A 72, 053806 (2005);
R. Lo Franco, G. Compagno, A. Messina, and A. Napoli, Phys. Rev. A 74, 045803 (2006).
ii
