Un giovane professore napoletano si sta facendo strada oltreoceano nel campo delle tecnologie quantistiche. Francesco Di Colandrea, ricercatore presso l’Università di Ottawa e in collaborazione con l’Università Federico II, ha recentemente guidato un team di scienziati nello sviluppo di un metodo innovativo per valutare le prestazioni dei circuiti di fotonica quantistica.
(Francesco Di Colandrea: Un’Eccellenza Napoletana a Ottawa)
Scienziati dell’uOttawa sviluppano un metodo innovativo per validare le prestazioni dei circuiti di fotonica quantistica
Questa svolta ha il potenziale di avanzare significativamente il campo del calcolo quantistico. Un team di ricercatori dell’Istituto Nexus per le Tecnologie Quantistiche (NexQT) dell’Università di Ottawa, guidato dal Dr. Francesco Di Colandrea, sotto la supervisione del Professore Associato di Fisica Ebrahim Karimi, ha sviluppato una tecnica innovativa per valutare le prestazioni dei circuiti quantistici. Questo significativo avanzamento, recentemente pubblicato sulla prestigiosa rivista npj Quantum Information, rappresenta un sostanziale passo avanti nel campo del calcolo quantistico.
Nel panorama in rapida evoluzione delle tecnologie quantistiche, garantire la funzionalità e l’affidabilità dei dispositivi quantistici è fondamentale. La capacità di caratterizzare questi dispositivi con alta precisione e velocità è essenziale per la loro integrazione efficiente nei circuiti e computer quantistici, influenzando sia gli studi fondamentali che le applicazioni pratiche.
Il team di ricerca dell’Università di Ottawa ha ideato una tecnica ottimizzata chiamata Tomografia dei Processi Quantistici di Fourier (FQPT). Questo metodo consente la completa caratterizzazione delle operazioni quantistiche con un numero minimo di misurazioni. Invece di eseguire un gran numero di misurazioni proiettive, la FQPT utilizza una mappa ben nota, la trasformata di Fourier, per eseguire una parte delle misurazioni in due spazi matematici differenti. La relazione fisica tra questi spazi migliora l’informazione estratta da singole misurazioni, riducendo significativamente il numero di misurazioni necessarie.
Abbiamo intervistato il Prof. Francesco Di Colandrea per capire meglio l’importanza di questa scoperta e il suo impatto futuro.
Diplomatosi con lode presso il Liceo Classico Antonio Genovesi di Napoli nel 2014, Francesco Di Colandrea ha perseguito i suoi studi in Fisica presso l’Universita’ degli Studi di Napoli Federico II. Il suo percorso accademico a Napoli è durato fino al Dottorato di Ricerca, ottenuto nel 2023, discutendo una tesi sulle applicazioni delle tecnologie fotoniche al mondo delle simulazioni quantistiche. Di Colandrea si e’ poi trasferito a Ottawa, Canada, dove prosegue la sua attivita’ di ricerca nel mondo della fotonica e in particolare dell’ottica quantistica come ricercatore postdoc presso l’Universita’ di Ottawa, nel prestigioso gruppo di ricerca guidato dal Prof. Ebrahim Karimi. Oltre all’ambito delle simulazioni quantistiche, altri risultati di notevole impatto hanno riguardato l’applicazione di tecniche di intelligenza artificiale ad esperimenti di ottica, sia in ambito classico che quantistico.
“Questo è stato un esperimento che ho guidato con il mio professore e altri due colleghi nel campo delle tecnologie quantistiche, in particolar modo delle tecnologie quantistiche di tipo ottico” – ha spiegato Di Colandrea -. “Abbiamo sviluppato un metodo che abbiamo testato su delle piattaforme reali, vere, di validazione di circuiti quantistici. Fondamentalmente, quando uno fabbricherà un circuito quantistico potrà stabilire se questo circuito sta funzionando come dovrebbe“.
“(…)La meccanica quantistica è molto sensibile a errori, specie di fabbricazione, poiché la tecnologia non è ancora matura al punto da garantire una resa sempre al 100% – continua Di Colandrea -. “Con questo metodo, prima di eseguire l’esperimento, saremo in grado di sapere che quel circuito sta funzionando al 90%, al 95%. Quindi, non solo possiamo identificare gli errori, ma anche capire quali sono i problemi del dispositivo in anticipo e se eventualmente rifabbricarlo, risparmiando tempo. Questa tecnica permette di quantificare quanto bene il tuo circuito quantistico stia funzionando, anche se continua a presentare piccoli errori tollerabili“.
In Conclusione la tecnica innovativa sviluppata da Francesco Di Colandrea ed il suo team rappresenta un notevole progresso nel calcolo quantistico e offre promettenti prospettive per ulteriori avanzamenti nella tecnologia quantistica. Il suo lavoro all’Università di Ottawa, in collaborazione con l’Università Federico II, è un chiaro esempio di come giovani talenti napoletani e meridionali stiano contribuendo significativamente alla ricerca scientifica internazionale.
Lo studio “Fourier quantum process tomography” di F. Di Colandrea, N. Dehghan, A. D’Errico e E. Karimi è stato pubblicato su npj Quantum Information il 9 maggio 2024. Fonte: https://www.uottawa.ca/about-us/news-all/scientists-uottawa-develop-innovative-method-validate-quantum-photonics-circuits
SOSTIENI L’IDENTITARIO – QUOTIDIANO INDIPENDENTE
Francesco Di Colandrea: Un’eccellenza napoletana a Ottawa. Con il suo team trovato un metodo innovativo per validare le prestazioni dei circuiti di fotonica quantistica
