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Active Teleportation and Entangled State Information Technology

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Far progredire la società dell'informazione quantistica

Nell'ambito del progetto ATESIT, il processo di emissione stimolata ottenuta da un fotone singolo in un OPA (amplificatore ottico parametrico) ha permesso di sviluppare con successo due dispositivi, la porta U-NOT e il cloning quantistico ottimizzato, che possono essere usati nel trattamento dell'informazione quantistica e nelle comunicazioni.

Economia digitale

Il progetto ATESIT si è concentrato sul teletrasporto e sulla tecnologia dell'informazione entangled (correlata) e ha voluto sviluppare nuovi metodi per generare e sfruttare i differenti tipi di stati a due o più fotoni. I nuovi metodi potranno essere usati nei protocolli di comunicazione quantistica. Il lavoro si è occupato in particolare dei protocolli di base, come il cloning quantistico universale, dimostrandone la scalabilità. I ricercatori hanno inteso produrre un dispositivo operativo universale di cloning quantistico ottimizzato, ma hanno riscontrato alcune limitazioni. L'aspetto lineare della meccanica quantistica ha reso difficoltoso 'clonare', cioè riprodurre, perfettamente uno stato quantistico arbitrario. Inoltre, non è stato possibile realizzare una porta U-NOT in grado di far collassare un qubit in un qubit ortogonale. L'effetto di clonazione nell'ottica quantistica è legato al processo di amplificazione del fotone in un OPA (amplificatore ottico parametrico). Fotoni identici, generati in uno stato arbitrario di polarizzazione quantistica, vengono così immessi nell'input dell'amplificatore. L'uscita 'clonazione' dell'amplificatore fornisce 'cloni' del qubit immesso. All'uscita 'AC (anticlonazione)', l'OPA crea una porta quantistica NOT che trasforma il qubit. Con questo processo è stata dimostrata la trasformazione U-NOT, la migliore approssimazione ad una operazione antiunitaria che si possa ottenere con un dispositivo quantistico universale. La porta U-NOT è strettamente associata alla stima quantistica di uno stato sconosciuto. Nella dimostrazione sperimentale è stato usato un QI-OPA (quantum self-injected optical parametric amplifier) di stati fotonici correlati (entangled). Il metodo universale di clonazione può essere sfruttato per calcolare nuovi algoritmi e protocolli. Il cloning quantistico permette di ridistribuire il contenuto dell'informazione iniziale in varie parti e rappresenta la base della crittografia quantistica. La crittografia quantistica deve la sua sicurezza all'impossibilità di clonare stati quantistici sconosciuti, e il cloning quantistico ottimale viene considerato il miglior metodo d'intercettazione di alcuni protocolli di crittografia quantistica.

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