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  1. Insegnamenti

D60172 - INTRODUZIONE ALLA MECCANICA QUANTISTICA E TECNOLOGIE QUANTISTICHE

insegnamento
ID:
D60172
Durata (ore):
48
CFU:
6
SSD:
FISICA SPERIMENTALE
Sede:
REGGIO DI CALABRIA
Url:
Dettaglio Insegnamento:
INGEGNERIA INFORMATICA, ELETTRONICA E DELLE TELECOMUNICAZIONI/Elettronica e Biomedica Anno: 3
INGEGNERIA INFORMATICA, ELETTRONICA E DELLE TELECOMUNICAZIONI/GENERALE Anno: 3
Anno:
2025
Course Catalogue:
https://unirc.coursecatalogue.cineca.it/af/2025?co...
  • Dati Generali
  • Syllabus
  • Corsi
  • Persone

Dati Generali

Periodo di attività

Secondo Ciclo Semestrale (23/02/2026 - 29/05/2026)

Syllabus

Obiettivi Formativi

L’obiettivo formativo del corso di “Introduzione alla Meccanica Quantistica e Tecnologie Quantistiche” è trasferire agli studenti i principi fondamentali della Meccanica Quantistica che sono alla base del funzionamento dei dispositivi elettronici e fotonici, la cui conoscenza è essenziale per una piena comprensione del loro funzionamento e per la progettazione di dispositivi innovativi, anche alla luce dei recenti rapidi progressi nelle nanotecnologie.

DESCRITTORI DI DUBLINO

Conoscenza e comprensione: al superamento dell’esame lo studente conosce e ha compreso i principi fondamentali della Meccanica Quantistica e la loro applicazione a problemi di interesse ingegneristico.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione: al superamento dell’esame lo studente è in grado di applicare le conoscenze acquisite per la risoluzione di semplici problemi di interesse ingegneristico utilizzando le leggi fondamentali della Teoria Quantistica.

Autonomia di giudizio: al superamento dell’esame lo studente è in grado di esaminare criticamente i risultati ottenuti nella risoluzione di problemi. A seguito del superamento dell’esame, lo studente sarà in grado di riconoscere situazioni in cui applicare le competenze acquisite.

Abilità comunicative: a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di comunicare le conoscenze acquisite attraverso un linguaggio tecnico-scientifico adeguato sia a interlocutori specialisti che non specialisti.

Capacità di apprendimento: a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di approfondire le conoscenze acquisite e di applicarle allo studio dei nuovi argomenti da affrontare nella prosecuzione del proprio percorso di studio.



Prerequisiti

Fisica Generale I

Fisica Generale II


Metodi didattici

Lezioni in aula ed esercitazioni


Verifica Apprendimento

L’esame consiste in una prova orale volta ad accertare il livello di conoscenza e comprensione dei contenuti del corso, di valutare l'autonomia di giudizio, la capacità di apprendimento e le abilità comunicative.

La prova orale può eventualmente prevedere la discussione di una tesina.


Schema di valutazione

30 e lode: conoscenza completa, approfondita e critica degli argomenti, eccellente proprietà di linguaggio, completa ed originale capacità interpretativa, piena capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;

28 - 30: conoscenza completa e approfondita degli argomenti, ottima proprietà di linguaggio, completa ed efficace capacità interpretativa, in grado di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;

24 - 27: conoscenza degli argomenti con un buon grado di padronanza, buona proprietà di linguaggio, corretta e sicura capacità interpretativa, buona capacità di applicare in modo corretto la maggior parte delle conoscenze per risolvere i problemi proposti;

20 - 23: conoscenza adeguata degli argomenti ma limitata padronanza degli stessi, soddisfacente proprietà di linguaggio, corretta capacità interpretativa, più che sufficiente capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;

18 - 19: conoscenza di base degli argomenti principali, conoscenza di base del linguaggio tecnico, sufficiente capacità interpretativa, sufficiente capacità di applicare le conoscenze di base acquisite;

<18 Insufficiente: non possiede una conoscenza accettabile degli argomenti trattati durante il corso.


Testi

D. Griffiths, D.Schroeter. Introduzione alla Meccanica Quantistica, Casa Editrice Ambrosiana 2023

Sergei Kurgalin, Sergei Borzunov, Concise Guide to Quantum Computing, Springer 2021

M.A. Nielsen, I. L. Chuang, Quantum Computation and Quantum Information, Cambridge University Press 2010


Articoli consigliati

A. Einstein, B. Podolsky, N. Rosen, Physical Review 47, 1935, 777-780 “Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complete?”

 THE NOBEL PRIZE IN PHYSICS 2022, Popular Science Background,

“How entanglement has become a powerful tool”, October 2022

https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2022/popular-information/

 Scientific Background on the Nobel Prize in Physics 2022

“FOR EXPERIMENTS WITH ENTANGLED PHOTONS, ESTABLISHING THE VIOLATION OF THE BELL INEQUALITIES AND PIONEERING QUANTUM INFORMATION SCIENCE”, 4 October 2022, Alain Aspect, John F. Clauser and Anton Zeilinger.

https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2022/advanced-information/


THE NOBEL PRIZE IN PHYSICS 2025, Popular Science Background,

“Quantum properties on a human scale”, October 2025

https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2025/popular-information/

Scientific Background to the Nobel Prize in Physics 2025

“FOR THE DISCOVERY OF MACROSCOPIC QUANTUM MECHANICAL TUNNELLING AND ENERGY QUANTISATION IN AN ELECTRIC CIRCUIT”

https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2025/advanced-information/

 


Contenuti

Programma del corso: "Introduzione alla meccanica quantistica e tecnologie quantistiche"

 

La funzione d'onda

L'equazione di Schrödinger. Interpretazione statistica. Probabilità. Normalizzazione. L’operatore impulso. Il principio di indeterminazione.

Equazione di Schrödinger indipendente dal tempo.

Stati stazionari. Particella libera. Buca di potenziale a pareti infinite. Buca di potenziale a pareti finite. Effetto tunnel. Oscillatore armonico.

Formalismo

Spazio di Hilbert. Osservabili. Operatori hermitiani. Autofunzioni di un operatore hermitiano. Basi nello spazio di Hilbert. Notazione di Dirac

Teoria delle perturbazioni

Sistemi a due livelli. Sistemi di spin ½. Teoria delle perturbazioni indipendente dal tempo. Teoria delle perturbazioni dipendente dal tempo. Perturbazioni sinusoidali. Emissione e assorbimento di radiazione. Assorbimento, emissione stimolata ed emissione spontanea. Coefficienti di Einstein. Il tempo di vita di uno stato eccitato. Principi dei laser.

Il paradosso Einstein Podolsky Rosen. Entanglement. Disuguaglianze di Bell. Teorema di non clonazione. L’era dell’informazione quantistica. L’entanglement come risorsa.

Il Premio Nobel per la Fisica 2022 “For experiments with entangled photons, establishing the violation of bell inequalities and pioneering quantum information science”. Il Premio Nobel per la Fisica 2025 “For the discovery of macroscopic quantum mechanical tunnelling and energy quantisation in an electric circuit”.

Calcolo quantistico. Matrici di Pauli e matrici di Dirac. Operazioni di base con i qubit. Porte logiche quantistiche. La porta di Hadamard. Le porte di Pauli. Stati entangled. Stati di Bell. Teletrasporto quantistico.

 


Altre informazioni


Corsi

Corsi

INGEGNERIA INFORMATICA, ELETTRONICA E DELLE TELECOMUNICAZIONI 
Laurea
3 anni
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Persone

Persone

MESSINA Giacomo
Settore PHYS-03/A - Fisica sperimentale della materia e applicazioni
Gruppo 02/PHYS-03 - FISICA SPERIMENTALE DELLA MATERIA E APPLICAZIONI
AREA MIN. 02 - Scienze fisiche
Docenti di ruolo di Ia fascia
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