أبحاثنا

الفيزياء الكمية

البروفيسور الدكتور لويجي أميكو

تبحث مجموعة الفيزياء الكمية في المواد الكمية للتكنولوجيا الكمية. ندرس الارتباطات الكمية والتشابك الكمي في نظرية الأجسام المتعددة، والتطبيقات المحددة للغازات الكمية المحصورة في الأجسام ذات الأبعاد المنخفضة، والإلكترونيات الذرية، والشبكات الميزوسكوبية، والدوائر فائقة التوصيل. كما نستخدم التجارب لبناء تصاميم الأجهزة والمستشعرات الكمية التي تمتاز بتحكم أفضل ومرونة في ظروف تشغيلها. ونبحث في ذات الوقت في الأوجه الأساسية لأطوار المواد الكمية.

الخوارزميات الكمية

البروفيسور الدكتور لياندرو أوليتا

تركز مجموعة الخوارزميات الكمية على نظرية وتطبيقات الحوسبة الكمية، وبشكل خاص على تطوير الخوارزميات الكمية المستخدمة في مسائل التحسين الكمي، وتعلّم الآلة الكمي، والمحاكاة الكمية لمجموعة من الأجسام. وينصب اهتمامنا على الأساسيات العملية المستخدمة في الأجهزة الكمية على المدى القريب، إضافة إلى الإجراءات المتقدمة للحواسيب العامة المستقبلية الكمية كلياً. تشتمل أنشطتنا البحثية على الأساليب الهجينة التي تجمع ما بين الأساليب التقليدية والكمية، وعلى الشبكة العصبية وشبكة المصفوفات متعددة الأبعاد المصنّفة هرميّاً، وعلى التطوّر في الزمن التخيلي، والمعالجة الكمية للإشارات، وتصحيح وتفادي الأخطاء الكمية، والتعقيد الحسابي، ومخططات التحقق والقياس في الأجهزة الكمية، وتجميع الدوائر الكمية وغيرها.

البرمجيات الوسطية الكمية

البروفيسور الدكتور ستيفانو كارازا

تتطلب محاكاة الأنظمة الكمية والتحكم بها تطوير برمجيات مخصصة لذلك. تركز مجموعة البرمجيات الوسطية الكمية على تطبيق مكتبات البرمجة الضرورية لتصميم الخوارزميات الكمية بكفاءة، وإجراء المحاكاة الكلاسيكية للحوسبة الكمية، والتحكم بالأجهزة الكمية. ويعتبر المجال الرئيسي لبحوث المجموعة تطوير (كيبو)، وهي برمجية مفتوحة المصدر للحوسبة الكمية.

الاتصالات الكمية

الدكتور جيمس أ. جريف

تركز مجموعة الاتصالات الكمية على تطوير أجهزة الاتصالات الكمية لاستخدامها في شبكات المستقبل عن طريق بناء أنظمة يمكنها العمل في العالم الحقيقي خارج المختبر. تشتمل بحوثنا على تحويل التجارب المخبرية إلى أنظمة تعمل بالدوائر المتكاملة، حيث نصمم ونبني مصادر الفوتونات المتشابكة ومصادر انبعاث الفوتونات الفردية لاستخدامها في الجيل الجديد من الشبكات الكمية. كما نستجيب للتحديات قريبة الأمد في مجال الاتصالات الخاصة عبر تطوير أنظمة توزيع المفاتيح الكمية، واستخدام التشابك الكمي لإتاحة اتصالات فائقة الأمان عبر روابط الألياف والفضاء المفتوح.

الحوسبة الكمية

البروفيسور الدكتور أندرو لوتكن

تعمل مجموعة الحوسبة الكمية على بناء وتشغيل أول حاسوب كمي في المنطقة، وذلك باستخدام دوائر ذات موصلية فائقة عند حرارة تقارب درجة الصفر، حيث أن الارتباطات الكمية تصمد في هذه الحالة أمام التغيرات في درجة الحرارة. كما يتم تطوير الكيوبت وهندسة الحاسوب ودوائر التحكم بالتعاون مع مجموعات اخرى في مركز بحوث الكوانتوم ، وسيتم إنتاجها في معمل السبك الكمي الموجود لدينا في الموقع.

المستشعرات الكمية

الدكتور رينيه ريمان

تهتم مجموعة المستشعرات الكمية بالدراسات الأساسية وتطوير التكنولوجيا المتعلقة بالمستشعرات البصرية الميكانيكية. وتتطرق المجموعة في تجاربها البحثية الرئيسية إلى أجهزة استشعار الجسيمات المرفوعة ضمن ظروف الفضاء المفرَغ بشكل عالي. حيث يوفر الرفع والتفريغ درجة عالية من العزل للنظام، مما يمكننا من جسّ تأثيرات ميكانيكا الكم واستخدامها. وتعتبر أنظمتنا واعدة لاستخدامها في أجهزة استشعار القصور الذاتي المتطورة، ورصد قوى عزم الدوران وأجزائه، والاستشعار الكيماوي، وغيرها. ونظراً لمتطلبات ثبات أجهزة الاستشعار المستخدمة في العالم الحقيقي، يمكن لبحوثنا أن تمتد حتى تشمل إعدادات بصرية ميكانيكية مثبتة أكثر قوة .