Course information | Elements of Quantum Technologies

Course Syllabus

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Obiettivi

L'obiettivo del corso è fornire una comprensione di base delle tecnologie quantistiche, incluse le diverse tipologie di qubit e il loro controllo, il calcolo e la comunicazione quantistica, il quantum sensing, i materiali utilizzati per le tecnologie quantistiche e i materiali quantistici. (DdD 1)
Il corso mira a dotare gli studenti delle conoscenze e delle competenze necessarie per comprendere i principi e le applicazioni delle tecnologie quantistiche, preparandoli per ulteriori approfondimenti in questo campo in rapida evoluzione. (DdD 1,2,5)
Al termine del corso, gli studenti saranno in grado di applicare i concetti acquisiti per analizzare semplici dispositivi quantistici e valutarne le potenzialità. (DdD 2)
Verranno inoltre stimolate la capacità di formulare giudizi critici sull’impiego delle tecnologie quantistiche nei vari contesti applicativi. (DdD 3)
Sarà data attenzione anche allo sviluppo delle capacità comunicative, attraverso la presentazione di concetti e risultati con linguaggio tecnico appropriato. (DdD 4)
Infine, il corso fornirà una base per affrontare con autonomia lo studio di argomenti avanzati nel campo delle tecnologie quantistiche. (DdD 5)

Contenuti sintetici

Introduction of Quantum Information
Quantum Hardware
Qubit Control and Readout (SC qubits)
Quantum Communication
Quantum Sensing
Materials for quantum hardware platforms
Quantum Materials

Prerequisiti

I corsi di matematica e fisica dei primi due anni della Laurea Triennale in Fisica.

Didattica erogativa in presenza:
Il corso è composto da 24 lezioni da 2 ore ciascuna svolte in modalità erogativa in presenza.
Durante le lezioni saranno esposte le i fondamenti delle tecnologie quantistiche.

Materiale didattico

Isaac Chuang and Michael Nielsen, "Quantum Computation and Quantum Information: 10th Anniversary Edition"
Riccardo Manenti, Mario Morra, "Quantum Information Science"
Daniel D. Stancil, Gregory T. Byrd, "Principles of Superconducting Quantum Computers"
Phillip Kaye, Raymond Laflamme, Michele Mosca, "An Introduction to Quantum Computing"
Serge Haroche, Jean-Michel Raimond, ''Exploring the Quantum: Atoms, Cavities, and Photons'
D.F. Walls, Gerard J. Milburn, "Quantum Optics"

Periodo di erogazione dell'insegnamento

Terzo anno, secondo semestre

Modalità di verifica del profitto e valutazione

L'esame finale consiste in

presentazione di un elaborato su uno di una serie di argomenti proposti dai docenti
un orale di discussione (non nozionistico).

Per chi lo desiderasse sarà possibile sostenere le prove di esame in lingua inglese.

Orario di ricevimento

Su appuntamento (on line o in ufficio).

Sustainable Development Goals

IMPRESE, INNOVAZIONE E INFRASTRUTTURE

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Aims

The aim of the course is to provide a basic understanding of quantum technologies, including the various types of qubits and their control, quantum computing and communication, quantum sensing, the materials used in quantum technologies, and quantum materials. (DdD 1)
The course is intended to equip students with the knowledge and skills necessary to understand the principles and applications of quantum technologies, preparing them for further study in this rapidly evolving field. (DdD 1,2,5)
By the end of the course, students will be able to apply the acquired concepts to analyze simple quantum devices and assess their potential. (DdD 2)
The course will also foster the ability to formulate critical judgments on the use of quantum technologies in various application contexts. (DdD 3)
Attention will be given to the development of communication skills, through the presentation of concepts and results using appropriate technical language. (DdD 4)
Finally, the course will provide a foundation for independently pursuing advanced topics in the field of quantum technologies. (DdD 5)

Introduction of Quantum Information
Quantum Hardware
Qubit Control and Readout (SC qubits)
Quantum Communication
Quantum Sensing
Materials for quantum hardware platforms
Quantum Materials

Detailed program

Prerequisites

Mathematics and physics courses of the first two years of the Bachelor's Degree in Physics

Teaching form

In-person delivery teaching:
The course consists of 24 lessons, each 2 hours long, conducted in-person.
During the lessons, the fundamentals of quantum technologies will be presented.