WORKSHOP GARR 2021
8-12 novembre 2021

Paolo Villoresi

Università di Padova
https://www.unipd.it/

08 novembre 2021 - SESSIONE 1: RETI E INFRASTRUTTURE DI RICERCA: MODELLI PER IL FUTURO

Quantum Communication: prospettive e sfide

QUANTUM COMMUNICATION: challenges and perspectives

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Paolo Villoresi

Quantum Communication: prospettive e sfide

Paolo Villoresi è professore ordinario di Fisica Sperimentale presso il Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione dell'Università di Padova. E’ direttore e membro fondatore del Padua Quantum technologies Research Center, dell’Ateneo Padovano. Ha studiato Fisica e Matematica Applicata presso l'Università di Padova, includendo un periodo di ricerca presso il Dipartimento di Fisica dei Laboratori Nazionali di Risø in Danimarca, completando gli studi nel 1991. E' entrato a far parte del personale docente strutturato dell'Università di Padova nel 1994. E' il fondatore e coordinatore del gruppo di ricerca QuantumFuture, rivolto alla ricerca di frontiera nelle comunicazioni quantistiche, nei protocolli di informazione quantistica e nelle telecomunicazioni sicure. Ha condotto la prima dimostrazione di scambio di fotoni singoli tra Spazio e Terra, pubblicata nel 2008 e poi ha coordinato la dimostrazione della comunicazione quantistica da Spazio con codifica in polarizzazione (2015) e con modi temporali (2016) e l'estensione del limite dello scambio di singoli fotoni a oltre 20000 km (2019). Autore di oltre 200 pubblicazioni su riviste scientifiche e su libri ed enciclopedie, nei settori della comunicazione e informazione quantistica, ottica quantistica, l'interazione laser-materia e atomica e fisica del plasma. Invitato come oratore in tutti i continenti, così come referee per riviste internazionali e progetti di ricerca internazionali. E’ ed è stato di coordinatore in diversi progetti nazionali ed internazionali di ricerca, nei settori della comunicazione quantistica, i prosessi fisici nel dominio degli attosecondi e le applicazioni dei laser in medicina e nell'industria. Coautore di 11 brevetti industriali e domande di brevetto, ha vinto premi tra cui il primo posto alla prima edizione della StartCup, ora Premio Nazionale dell'Innovazione, nel 2002.

Paolo Villoresi is full professor of Experimental Physics at the Department of Information Engineering of the University of Padua. He is director and founding member of the Padua Quantum technologies Research Center, of the Paduan University. He studied Physics and Applied Mathematics at the University of Padua, including a research period at the Physics Department of the Risø National Laboratories in Denmark, completing his studies in 1991. He joined the structured teaching staff of the University of Padua in 1994. He is the founder and coordinator of the QuantumFuture research group, aimed at frontier research in quantum communications, quantum information protocols and secure telecommunications. He conducted the first demonstration of single photon exchange between Space and Earth, published in 2008 and then coordinated the demonstration of quantum communication from Space with polarization encoding (2015) and with time modes (2016).

 

ABSTRACT

Il cambio di paradigma che le comunicazioni quantistiche rappresentano rispetto alla controparte classica consente di prevedere l'applicazione globale dei protocolli di informazione quantistica come distribuzione di chiavi crittografiche nonché l'uso dei qubit come sonda per test fondamentali di meccanica quantistica e gravità su una scala oltre il terrestre limiti. Descriveremo le idee di base, le tecniche e le applicazioni delle comunicazioni e delle tecnologie quantistiche a lunghe distanze, sulla superficie della Terra e dalla Terra a un terminale orbitante nello Spazio.

The paradigm shift that Quantum Communications represent vs. classical counterpart allows envisaging the global application of Quantum Information protocols as the cryptographic key distribution as well as of the use of the qubits as a probe for fundamental tests of Quantum Mechanics and Gravity on a scale beyond terrestrial limits. We shall describe the basic ideas, techniques and applications of the Quantum Communications and Technologies to long distances, on the surface of the Earth as well as from the Earth to an orbiting terminal in Space.