LABORATORIO 5 - Le due rivoluzioni quantistiche

 

Il corso prevede 6 lezioni di 3 ore ciascuna (dalle 15.00 alle 18.00) e si terrà presso il Dipartimento di Fisica e Astronomia, nel laboratorio di didattica della fisica, via Irnerio 46 (piano 0, corridoio di sinistra).  

Martedì 28/01: La prima rivoluzione quantistica

Martedì 04/02: La seconda rivoluzione quantistica: le disuguaglianze di Bell

Martedì 11/02: La seconda rivoluzione quantistica: la violazione delle disuguaglianze di Bell e l’entanglement

Martedì 18/02: La seconda rivoluzione quantistica: crittografia quantistica

Martedì 25/02: La seconda rivoluzione quantistica: Il protocollo del teletrasporto

Martedì 04/03: Attività per riflettere sull’ impatto delle tecnologie quantistiche 

 

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Il 2025, in occasione dei 100 anni della fisica quantistica, è stato proclamato dall’UNESCO l’anno internazionale delle scienze e tecnologie quantistiche.

All’inizio del secolo scorso ha avuto inizio la prima rivoluzione quantistica che ruota attorno a quello che Feynman ha definito come il primo mistero della meccanica quantistica: la complementarietà. Dai dibattiti di fondamento sulla natura dell’oggetto quantistico che hanno popolato i primi anni della formulazione della teoria, negli anni ’50 sono comparse le prime tecnologie basate sulla di essa che tutt’ora permeano la società in cui viviamo (e.g., transistor e laser). Oggi si parla di una seconda rivoluzione quantistica che ruota attorno ad un altro mistero della meccanica quantistica, l’entaglement. La seconda rivoluzione sta dando origine a tecnologie come computer, simulatori, sensori e reti quantistiche che sino a metà del secolo scorso non erano nemmeno immaginabili e che oggi sono al centro della ricerca e sviluppo in molti paesi e cambieranno radicalmente la società in cui viviamo. Questa seconda era di tecnologie si basa sulle capacità di isolare, controllare e manipolare il singolo oggetto quantistico, la meccanica quantistica dunque non è più solo una chiave di accesso alla natura, una teoria che permette di interpretare fenomeni microscopici, ma fornisce anche delle leggi per risolvere nuovi problemi.

Il laboratorio PLS si pone dunque i seguenti obiettivi:

o acquisire le conoscenze di base di fisica quantistica necessarie per cogliere la differenza tra computer classico e quantistico e per cogliere le potenzialità di queste nuove tecnologie;

o riflettere sulle implicazioni scientifiche, sociali e culturali delle tecnologie quantistiche (computer quantistico, simulatore quantistico, internet quantistico...);

o cogliere la multidimensionalità che caratterizza il tema ed orientarsi rispetto a possibili professioni in settori STEM (Scienza, Tecnologia, Ingegneria e Matematica);

o sviluppare competenze di futuro e di un pensiero critico che possa guidare ad orientarsi in questo periodo di grande cambiamento.

Le attività previste nel laboratorio sono: a) lezioni di esperti, b) lavori di gruppo per acquisire strumenti operativi, c) lavori di gruppo per la costruzione di un progetto.