Simulation of NMR/NQR observables and spin control for applications in Quantum Science

Il mio progetto di tesi consiste nello sviluppo di un programma per la simulazione numerica di esperimenti di risonanza magnetica/di quadrupolo nucleare (NMR/NQR), con l’obiettivo di realizzare una connessione tra la teoria e le evidenze sperimentali: dopo aver ricostruito la dinamica degli spin nucleari prevista in base alla teoria, il software simula a partire da questa i risultati delle misure, presentandoli in una forma confrontabile con i dati ottenuti in laboratorio. L’intero lavoro è fondato su uno studio completo e approfondito della descrizione quantistica dei fenomeni di interesse, la quale è servita come modello su cui plasmare la struttura del programma. Le simulazioni eseguite sondano buona parte della fenomenologia studiata nei laboratori NMR, abbracciando un ampio spettro di configurazioni che comprende NMR ed NQR pure e reciprocamente perturbate. Il software è stato impiegato anche per la riproduzione delle tecniche sperimentali finalizzate all’implementazione di qubit e quantum gates in sistemi NQR, dimostrandosi uno strumento utile per la ricerca nell’ambito del controllo quantistico ed elaborazione dell’informazione quantistica. Questo lavoro di tesi è stato realizzato nell'ambito di un progetto di cooperazione internazionale dell'Università di Bologna in collaborazione con la Brown University, Providence (USA).