Giacomo M. D’Ariano, professore ordinario del Dipartimento di Fisica dell’Università di Pavia, è stato insignito del premio International Quantum Award 2022, insieme a Mikhail Lukin (Harvard University) e ad Andreas Winter (Universitat Autònoma de Barcelona). Il premio, assegnato ogni due anni, come è ormai tradizione dal 1996, è stato annunciato durante l’”International Conference on Quantum Communication, Measurement and Computing” (QCMC), tenutasi a luglio a Lisbona.
Il Prof. D’Ariano è il primo italiano a ricevere questo prestigioso riconoscimento che è stato assegnato in passato ai più brillanti esponenti e fondatori della comunità scientifica che studia Informazione e Computazione Quantistica, tra i quali compare anche Serge Haroche, premio Nobel per la Fisica nel 2012 (si veda il sito https://qcmc-lisbon.pqi.pt/awards.html).
Il premio è un riconoscimento all’attività di ricerca svolta dal Prof. D’Ariano che ha riguardato diversi ambiti della meccanica quantistica e della teoria quantistica dell’informazione, ottenendo risultati pionieristici e di profondo valore scientifico. Dal 2000 è membro del “Center for Photonic Communication and Computing” della Northwestern University di Evanston (Illinois). È inoltre Fellow della Optical Society of America e dell’American Physical Society, e membro dell’Istituto Lombardo Accademia di Scienze e Lettere.
I suoi lavori sulla tomografia degli stati del campo elettromagnetico hanno introdotto il primo algoritmo esatto per la tomografia quantistica homodyna, come pure il concetto di tomografia ancilla-assisted. Tali tecniche sono oggi strumento indispensabile nei più importanti laboratori di ottica quantistica nel mondo. L’idea della tomografia ancilla-assisted ha portato il prof. D’Ariano e i suoi collaboratori a sviluppare l’idea di utilizzare l’entanglement quantistico come risorsa per migliorare molti protocolli, tra cui le misure per la stima di parametri quantistici, da cui è nato l’intero settore della metrologia quantistica.
Con il suo gruppo, ha introdotto l’idea dei quantum comb, ovvero trasformazioni di processi e reti quantistiche, che ha avuto significative applicazioni per l’ottimizzazione di algoritmi e protocolli quantistici di misura, e quindi nelle comunicazioni. La teoria dei quantum comb ha inoltre aperto il campo della computazione quantistica con strutture causali indefinite, oggi ampiamente esplorato da molti gruppi teorici e sperimentali nel mondo, e pone questioni profonde che riguardano la relazione tra la teoria quantistica e le strutture causali alla base della nozione di spazio-tempo.
Dal 2005 ha contribuito ad aprire un nuovo approccio ai fondamenti della meccanica quantistica, che porta i concetti della teoria quantistica dell’informazione direttamente al cuore della fisica quantistica. Tale approccio portò in seguito a una riformulazione della teoria quantistica che si basa su postulati di natura operazionale, un risultato che i fisici hanno cercato fin dai primordi della teoria, nei primi decenni del ‘900.
