Un esame orale in due parti — un circuito quantistico da analizzare, poi domande teoriche — un progetto, e una selezione di progetti delle edizioni passate.
Come funziona l'esame
Come funziona l'esame
La valutazione si basa su due componenti:
Esame orale
un esame orale individuale che copre i fondamenti teorici e gli aspetti pratici del corso
L'esame orale si articola in due parti:
1
Parte 1Analisi di un circuito quantistico
Dato un circuito quantistico e uno stato di ingresso — che può essere puro o misto, entangled o separabile — verrà chiesto di determinare lo stato complessivo del sistema in alcuni stadi intermedi della computazione e all’uscita del circuito. Sarà inoltre richiesto di calcolare gli esiti e le relative probabilità di misure effettuate nella base computazionale o in altre basi specificate.
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Parte 2Domande teoriche
Verranno poste domande sugli argomenti teorici trattati nel corso. La piccola selezione di domande di esempio pubblicata su questo sito è rappresentativa di questa parte dell’esame.
un progetto svolto individualmente o in piccoli gruppi, riguardante l'implementazione e l'analisi di un algoritmo quantistico, un protocollo di comunicazione quantistica o un'applicazione di quantum networking. Quando si formano dei gruppi, a ciascun gruppo è assegnato un progetto e l'esame orale viene sostenuto dall'intero gruppo insieme
Gli argomenti dei progetti sono proposti dal docente e richiedono tipicamente l'uso di Qiskit e/o QuantumSavory.jl. Attraverso il progetto, gli studenti devono dimostrare la capacità di tradurre i concetti teorici in software funzionante, analizzare criticamente i risultati ottenuti e comunicare efficacemente le proprie conclusioni.
Il voto finale è determinato valutando sia la comprensione della materia da parte dello studente sia la qualità del lavoro di progetto.
Orale · parte 2
Domande teoriche di esempio
Un piccolo campione rappresentativo delle domande che possono essere poste nella parte teorica dell’esame orale — un’indicazione della loro portata e profondità, non un elenco esaustivo.
01Enuncia il teorema di no-cloning. Qual è il suo impatto sulla progettazione dei protocolli QKD?Unità 6T
02Descrivi la rappresentazione di un qubit sulla sfera di Bloch: come si lega lo stato matematico cos(θ/2)|0⟩ + e^(iφ) sin(θ/2)|1⟩ al punto di angolo polare θ sulla sfera, e perché nello stato compare θ/2 mentre sulla sfera compare θ?Unità 3T
04Confronta l'algoritmo di Deutsch–Jozsa con la migliore strategia classica deterministica per lo stesso problema. Da dove nasce il vantaggio quantistico?Unità 8T
07Spiega la transpilazione dei circuiti in Qiskit: perché un circuito deve essere trasformato in un circuito ISA prima dell'esecuzione su hardware reale?Unità 3L
08Definisci le operazioni quantistiche nella rappresentazione operator-sum. Scrivi gli operatori di Kraus del canale depolarizzante e descrivine l'effetto sulla sfera di Bloch.Unità 13T
Dall’assegnazione alla presentazione, cosa aspettarsi.
01
Assegnazione e validità
I progetti vengono assegnati circa due settimane prima della fine del corso e restano validi esclusivamente per l’anno accademico corrispondente. Si sconsiglia quindi vivamente agli studenti di richiedere un progetto oltre questa scadenza.
02
Esame in un anno successivo
Gli studenti o i gruppi che seguono il corso in un anno accademico ma sostengono l’esame in un anno successivo sono tenuti a contattare il docente per stabilire se il progetto debba essere aggiornato per restare allineato allo stato dell’arte del settore.
03
La piattaforma
In ogni caso, il progetto deve essere sviluppato con la piattaforma presentata nell’anno accademico più recente: le piattaforme di sviluppo software quantistico non sono ancora pienamente mature, perciò il corso adotta la piattaforma più avanzata e stabile disponibile.
04
Consegna e revisione
Per consentire alla Commissione di effettuare una valutazione approfondita, il progetto e le slide della presentazione dovranno essere consegnati almeno una settimana prima della data dell’esame. Dopo la consegna, il materiale sarà considerato definitivo e non potrà essere modificato in alcun modo. Prima della presentazione del progetto, che si svolgerà in aula durante l’esame, la Commissione metterà a disposizione degli studenti un rapporto dettagliato di revisione del materiale consegnato.
Progetti passati
Progetti passati
Progetti consegnati e valutati nelle edizioni passate, conservati qui come riferimento per gli studenti futuri. Ogni progetto rimanda al proprio repository GitHub.
a.a. 2025/2026
Servizio di teletrasporto
Un servizio di teletrasporto su una rete quantistica di N nodi terminali completamente connessi, il cui core virtuale consegna coppie di Bell depolarizzate dopo un ritardo distribuito esponenzialmente. Le richieste sono servite in sequenza e teletrasportano uno stato arbitrario di un qubit. Un modello a eventi discreti in QuantumSavory.jl e una versione circuitale in Qiskit misurano entrambi la fedeltà in funzione della probabilità di depolarizzazione.
Tomografia di stati quantistici a uno e due qubit implementata in Qiskit e in QuantumSavory.jl: stati puri inviati attraverso canali bit-flip, phase-flip, bit-phase-flip e depolarizzante, ricostruiti da misure di Pauli tramite l’espansione dello stato nella base di Pauli. La fedeltà è studiata in funzione del numero di shot e della probabilità di rumore, con intervalli di confidenza su esecuzioni ripetute.
Simulazione a eventi discreti in QuantumSavory.jl della distribuzione end-to-end di entanglement su una rete dumbbell: coppie di Bell depolarizzate, memorie con dephasing, entanglement swapping nei repeater e richieste applicative poissoniane, misurando fedeltà e throughput delle coppie A–C e B–D. Una versione circuitale in Qiskit confronta memorie con dephasing puro e con amplitude damping ed è stata eseguita anche su hardware IBM.
Implementazione in Qiskit del protocollo E91 di distribuzione quantistica di chiavi di Ekert: generazione della chiave simulata in condizioni ideali, con rumore di canale e con un intercettatore attivo, usando la disuguaglianza CHSH come verifica di sicurezza.