Giacomo Mauro D'Ariano: differenze tra le versioni

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È membro dell'[[Istituto Lombardo Accademia di Scienze e Lettere]], del CPCC (Center for Photonic Communication and Computing) presso la [[Northwestern University]],<ref name="CPCC">{{Cita web|url=http://cpcc.northwestern.edu/people/index.html|titolo=People|sito=Center for Photonic Communication and Computing - Northwestern University|lingua=EN|accesso=12 marzo 2025|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20150203041619/http://cpcc.northwestern.edu/people/index.html|dataarchivio=3 febbraio 2015|urlmorto=no}}</ref><ref>{{Cita web|url=http://www.ece.northwestern.edu/~dariano/|titolo=Giacomo Mauro D'Ariano|lingua=EN|accesso=12 marzo 2025|urlarchivio= https://web.archive.org/web/20150921191157/http://www.ece.northwestern.edu/~dariano/|dataarchivio=21 settembre 2015|urlmorto=sì}}</ref> e del FQXi ([[Foundational Questions Institute]]).<ref>{{cita web|titolo=Curriculum vitae of GM D'Ariano |url=http://www.qubit.it/people/dariano/}}</ref>

Le sue principali aree di ricerca sono la [[Informazione quantistica|teoria quantistica dell'informazione]], la struttura matematica della [[Meccanica quantistica|teoria quantistica]] e i problemi fondamentali della fisica contemporanea.<ref>{{Cita pubblicazione|data=2 settembre 2017|titolo=Physicists Want To Rebuild Quantum Theory From Scratch|rivista=Wired|url=https://www.wired.com/story/physicists-want-to-rebuild-quantum-theory-from-scratch/}}</ref> Come pioniere della teoria quantistica dell'informazione, ha dato importanti contributi alla derivazione teorico-informativa della teoria quantistica.<ref>{{Cita pubblicazione|titolo=Physics Without Physics: The Power of Information-theoretical Principles |rivista=International Journal of Theoretical Physics |volume=56 |numero=1 |pp=97-128 |arxiv=1701.06309 |doi=10.1007/s10773-016-3172-y |anno=2017 |cognome1=d'Ariano |nome1=Giacomo Mauro |bibcode=2017IJTP...56...97D }}</ref>

== Biografia ==

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=== Informazione quantistica ===

D'Ariano ei suoi collaboratori introdussero il primo algoritmo esatto per la [[tomografia]] quantistica [[omodina]] degli stati,<ref>{{Cita pubblicazione|titolo=Detection of the density matrix through optical homodyne tomography without filtered back projection|volume=50|doi=10.1103/PhysRevA.50.4298|pmid=9911405|anno=1994}}</ref> e successivamente generalizzarono la tecnica utilizzata per farne un metodo universale di misura quantistica.<ref>{{Cita libro|titolo=Asymptotic Theory of Quantum Statistical Inference|anno=2005|ISBN=978-981-256-015-5|doi=10.1142/5630}}</ref> D'Ariano sviluppò quindi il primo schema sperimentale -, ora chiamato "tomografia assistita da ancilla" -, che rendeva fattibile la caratterizzazione di canali, operazioni e apparati di misurazione quantistici da eseguire effettivamente in laboratorio, sfruttando un singolo stato di input [[Entanglement quantistico|entangled]].<ref>{{Cita pubblicazione|titolo=Quantum tomography for measuring experimentally the matrix elements of an arbitrary quantum operation.|volume=86|pmid=11328133|anno=2001|doi=10.1103/PhysRevLett.86.4195|arxiv=quant-ph/0012071}}</ref>

Giacomo D'Ariano ha proposto l'[[entanglement quantistico]] come strumento per migliorare la precisione della misurazione quantistica,<ref>{{Cita pubblicazione|titolo=Using Entanglement Improves the Precision of Quantum Measurements|volume=87|doi=10.1103/PhysRevLett.87.270404|pmid=11800863|anno=2001|arxiv=quant-ph/0109040}}</ref> un'idea che, parallelamente ai lavori di altri autori, ha dato vita al nuovo campo della [[metrologia]] quantistica. Con il suo team ha risolto una serie di problemi di vecchia data della [[teoria dell'informazione]] quantistica, come la trasmissione ottimale di stati misti,<ref>{{Cita pubblicazione|titolo=Superbroadcasting of Mixed States|volume=95|doi=10.1103/PhysRevLett.95.060503|pmid=16090933|anno=2005|arxiv=quant-ph/0506251}}</ref> la stima di fase ottimale per stati misti<ref>{{Cita pubblicazione|titolo=Optimal phase estimation for qubits in mixed states|volume=72|doi=10.1103/PhysRevA.72.042327|anno=2005|arxiv=quant-ph/0411133}}</ref> e i protocolli ottimali per il clonaggio di fase.<ref>{{Cita pubblicazione|titolo=Optimal phase-covariant cloning for qubits and qutrits|volume=67|doi=10.1103/PhysRevA.67.042306|anno=2003|arxiv=quant-ph/0301175}}</ref>

D'Ariano e collaboratori hanno introdotto il concetto di "pettine quantistico",<ref>{{Cita pubblicazione|titolo=Quantum Circuit Architecture|rivista=Physical Review Letters|volume=101|numero=6|p=060401|doi=10.1103/PhysRevLett.101.060401|pmid=18764438|anno=2008|arxiv=0712.1325}}</ref> che generalizza quello di "operazione quantistica", e ha un'ampia gamma di applicazioni nell'ottimizzazione di misure quantistiche, comunicazioni, algoritmi e protocolli. Lui e il suo gruppo hanno successivamente utilizzato pettini quantici per ottimizzare la tomografia quantistica.<ref>{{Cita pubblicazione|titolo=Optimal Quantum Tomography of States, Measurements, and Transformations|rivista=Physical Review Letters|volume=102|numero=1|p=010404|doi=10.1103/PhysRevLett.102.010404|pmid=19257173|anno=2009|arxiv=0806.1172}}</ref> La struttura del pettine quantistico ha anche consentito una nuova comprensione della causalità nella meccanica quantistica e nella teoria quantistica dei campi. Ciò ha avuto un impatto ampio e diversificato in diverse aree di ricerca, a cominciare dallo studio dell'interferenza causale quantistica e degli algoritmi di scoperta causale, utilizzati in recenti tentativi, lungo linee informatiche quantistiche, di riconciliare la teoria quantistica e la [[relatività generale]], uno dei grandi problemi in sospeso di fisica fondamentale.<ref>{{Cita pubblicazione|titolo=Quantum causality|rivista=Nature Physics|volume=10|numero=4|pp=259-263|doi=10.1038/nphys2930|anno=2014}}</ref>