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Quantum electronics for metrology

01DMPRU

A.A. 2022/23

Course Language

Inglese

Degree programme(s)

Doctorate Research in Metrologia - Torino

Course structure
Teaching Hours
Lezioni 10
Lecturers
Teacher Status SSD h.Les h.Ex h.Lab h.Tut Years teaching
Enrico Emanuele   Docente esterno e/o collaboratore   7 0 0 0 2
Enrico Emanuele   Tutore esterno dottorato   7 0 0 0 2
Co-lectuers
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Context
SSD CFU Activities Area context
*** N/A ***    
La metrologia elettrica quantistica sfrutta la fisica quantistica nei dispositivi elettronici a stato solido per far progredire la scienza delle misurazioni. ╚ un tema fondamentale della Quantum Technology Flagship (2020-2030), per il quale la ComunitÓ Europea ha stanziato 1 miliardo di euro di finanziamenti per la ricerca. La metrologia elettrica quantistica si occupa della realizzazione delle unitÓ di misura elettromagnetiche al massimo livello di accuratezza, lo sviluppo di misuratori e calibratori quantistici compatti e affidabili, lo sviluppo di sistemi di misura con sensibilitÓ che vanno oltre quella dei dispositivi classici. Il corso si concentrerÓ sugli standard elettrici quantistici (resistenza di Hall quantistica, pompaggio a singolo elettrone, standard di tensione Josephson), teoria quantistica dei circuiti elettrici, manipolazione quantistica di fotoni a microonde con dispositivi superconduttori.
.Quantum electrical metrology exploits quantum physics in solid-state electronic devices to advance measurement science. It is a basic topic of the Quantum Technology Flagship (2020-2030), for which the European Community has allocated 1 bÇ of research funding. Quantum electrical metrology deals with the realisation of the electromagnetic units of measurement at the highest level of accuracy, the development of compact and reliable quantum meters and calibrators, the development of measurement systems having sensitivity going beyond that of classical devices. The course will focus on the quantum electrical standards (quantum Hall resistance, single-electron pumping, Josephson voltage standards), quantum theory of electrical circuits, quantum manipulation of microwave photons with superconducting devices.
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Verranno affrontati i seguenti argomenti specifici: ┐ standard elettrici quantistici nel nuovo Sistema Internazionale ┐ Effetto Hall quantistico ┐ Pompe a singolo elettrone ┐ Josephson Voltage Standard ┐ quantizzazione di dispositivi di giunzione Josephson ┐ quantizzazione sistematica di una rete di componenti elettrici a elementi concentrati ┐ meccanica quantistica delle linee di trasmissione 1D e dei risonatori ┐ sistemi cavitÓ e qubit/atomi artificiali ┐ spettri di rumore quantistico ┐ misurazioni quantistiche ┐ raggiungere il limite quantico in pratica ┐ introduzione alla metrologia quantistica delle microonde ┐ sorgenti e rivelatori di singoli fotoni ┐ illuminazione quantistica e radar quantistico ┐ rivelatori per la cosmologia (assioni e radiazioni di fondo a microonde cosmiche)
The following specific topics will be addressed: ┐ quantum electrical standards in the New International System of Units ┐ Quantum Hall Effect ┐ Single-Electron Pumps ┐ Josephson Voltage Standard ┐ quantization of Josephson junction devices ┐ systematic quantization of a network of electric lumped-element components ┐ quantum mechanics of 1D transmission lines and resonators ┐ cavity qubit/artificial atoms systems ┐ quantum noise spectra ┐ quantum measurements ┐ reaching the Quantum Limit in practice ┐ microwaves quantum metrology intro ┐ single photons sources and detectors ┐ quantum illumination and quantum radar ┐ detectors for cosmology (axions and Cosmic Microwave Background radiation)
In presenza
On site
Presentazione report scritto
Written report presentation
P.D.2-2 - Agosto
P.D.2-2 - August


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