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Pubblicato su Nature Physics importante studio dell’Ateneo sull’hardware quantistico

Posted by fidest press agency su venerdì, 8 marzo 2019

Il gruppo di ricercatori del Dipartimento di Scienze Matematiche, Fisiche e Informatiche dell’Università di Parma composto dai proff. Stefano Carretta e Paolo Santini e dal dott. Alessandro Chiesa ha pubblicato sulla prestigiosa rivista “Nature Physics” un importante risultato in cui un computer quantistico viene utilizzato per interpretare complessi esperimenti su nano-magneti molecolari. Ciò dimostra la potenza di un hardware quantistico nello studio di nanosistemi. Questo lavoro è frutto di una collaborazione con l’Università di Pavia (prof. D. Gerace e dott. F. Tacchino), l’IBM Research Laboratory di Zurigo (dott. I. Tavernelli) e IBM Italia (dott. M. Grossi).La ricerca per la progettazione di nuovi materiali richiede di comprendere la dinamica di nanosistemi, governata dalle leggi della Meccanica Quantistica. Simulare tale evoluzione è un obbiettivo estremamente difficile per calcolatori tradizionali, per cui la ricerca è limitata attualmente a sistemi molto ridotti. Al contrario, un computer quantistico, che basa il suo funzionamento sulle stesse leggi, è in grado di mimare l’evoluzione di altri sistemi quantistici sconosciuti in modo estremamente più efficiente. Questo apre enormi prospettive nella ricerca di nuovi materiali, in particolare nell’ambito di future nanotecnologie.La ricerca ha sfruttato i prototipi di chip quantistici di IBM (pannello verde in figura) basati su circuiti a superconduttore (tra cui il nuovissimo ibm_q_20_Tokyo). Al contrario dei bit usati per codificare l’informazione nei calcolatori tradizionali, le unità elementari di questi computer del futuro sono bit quantistici che possono esistere in stati di sovrapposizione di 0 e 1, rendendo tali dispositivi enormemente più performanti.
Lo studio ha dimostrato, tramite simulazioni sui chip quantistici di sistemi modello (come la molecola triangolare riportata in figura), che un computer quantistico può essere utilizzato per interpretare avanzati esperimenti di diffusione anelastica quadri-dimensionale di neutroni su nanomagneti molecolari. Tali esperimenti, infatti, costituiscono un punto di partenza fondamentale per lo studio di queste molecole, che potrebbero costituire le unità elementari di future nanotecnologie quantistiche, nonché memorie ad alta densità in dispositivi elettronici. All’alba della seconda rivoluzione quantistica, in una fase in cui i computer quantistici sono ancora prototipi in via di sviluppo, un contributo importante del team è stato dato anche nella caratterizzazione delle principali sorgenti di errore durante l’implementazione dei calcoli quantistici. Ciò ha permesso di correggere tali errori e fornire importanti indicazioni per lo sviluppo di chip più performanti.

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Status and physics potential of the JUNO anti-neutrino experiment

Posted by fidest press agency su lunedì, 13 novembre 2017

ginevraGinevra, Switzerland. Mercoledì 15 Novembre 2017, ore 11:00 Grand Auditoire A Ecole de physique, 24, quai Ernest-Ansermet – Questo seminario su invito è organizzato nell’ambito della collana di “Séminaires de physique corpusculaire” del Département de physique nucléaire et corpusculaire della Universita’ di Ginevra. Il prof. Giuseppe Salamanna tratterà dello stato della costruzione e design del rivelatore JUNO per la fisica dei neutrini; e di quali misure si intendono effettuare con tale rivelatore.

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The Nobel physics prize goes to the spotters of gravitational waves

Posted by fidest press agency su giovedì, 5 ottobre 2017

scienceWAITING for a Nobel prize can be time consuming. Since 1985, more than half of the prizes in physics have been awarded for work done more than two decades previously. This year’s prize, though, was different. It went to Rainer Weiss, Barry Barish and Kip Thorne, all of whom were involved in the first-ever detection, just two years ago, of gravitational waves.Such waves are one of the many predictions of Albert Einstein’s century-old theory of relativity. As Einstein realised, gravity arises from the fact that mass distorts the space and time around itself. That distortion modifies the paths of objects moving nearby. Crunch the equations which describe the process, and they suggest that moving masses should create ripples which radiate out into the universe.Several years ago, observations of the behaviour of pairs of dead stars called pulsars provided indirect evidence that such waves are real. But detecting them directly has proved harder, for gravitational waves are ephemeral things. The ones spotted in 2015 came from the collision of a pair of black holes, one of the most violent events in the universe. By the time the ripples from that catastrophe had reached Earth, 1.3 billion years after the event, they had faded into the merest breath.Spotting such susurrations requires sensitive machines. All three laureates worked on an American gravitatonal-wave detector called LIGO, which was completed in 2002. LIGO works by splitting a laser beam in two and sending the daughter beams up and down a pair of tunnels, each four kilometres long, which are set at right angles to each other. Any passing gravitational wave should stretch and compress the two arms in different ways, causing infinitesimal changes in the time it takes the laser beams to traverse them. In order to confirm that it really is seeing gravitational waves the machine has two such pairs of tunnels—one in Washington state and one in Louisiana. A gravitational wave, as opposed to some transient local disturbance, will be seen almost (but not quite) simultaneously at both.Despite its sensitivity, LIGO’s initial run came up empty-handed. It was only after a series of upgrades, starting in 2010, that it became sensitive enough to detect the waves finally and unambiguously. Spotting them meant ruling out interference created by things like lorries travelling on nearby roads, or ocean waves crashing against the shore hundreds of kilometres away.Since 2015, more discoveries have been made. A few days before the Nobel award, LIGO announced the detection of its fourth gravitational wave. And more detectors are coming online. The most recent detection was aided by a European instrument, VIRGO, based in Italy. Other devices are under construction in India and Japan. A space-based system called LISA, with “arms” millions of kilometres long (and, as a result, much higher sensitivity) is scheduled for launch in the 2030s.But this year’s physics prize honours more than just another confirmation of Einstein’s cleverness. Machines like LIGO and VIRGO are not merely detectors. They can be used as telescopes, too. Up until now, astronomers have had to rely on the electromagnetic spectrum—from radio waves, through visible light, to gamma radiation—to gaze at the universe. Gravitational waves offer a new window on the world, and could help astronomers see things, like black-hole collisions or the state of the universe shortly after the Big Bang, that electromagnetism cannot.
Clarification (September 3rd, 2017): This piece has been updated to remove references to gravity waves by The Economist).

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