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Ekert è uno di pionieri della crittografia quantistica. Nella sua tesi di dottorato (Oxford 1991) ha dimostrato come la confusione quantistica (quantum entanglement) e la non località possono essere utilizzate per distribuire chiavi crittografiche con la massima sicurezza, teoria che continua ad attirare l’attenzione di molte industrie e agenzie governative. Per le sue ricerche in questo campo, nel 1995 ha ottenuto dall’Istituto di Fisica il Maxwell Medal and Prize e nel 2004 il Premio Cartesio dall’Unione Europea.
Dal 1998 al 2002 è stato Fellow e Tutor in Physics presso il Keble College di Oxford e Professor of Physics presso l’università di Oxford. Dal 1992 è responsabile del Quantum Computation and Cryptography Research Group, che si è poi trasformato nel Centre for Quantum Computation, che attualmente ha sede presso il Damtp di Cambridge. Ha collaborato in veste di consulente con varie industrie e agenzie governative e ha dato diversi contributi fondamentali all’informatica quantistica.
La sua ricerca si estende a quasi tutti gli aspetti del processo di elaborazione delle informazioni nei sistemi basati sulla meccanica quantistica, con particolare attenzione per la crittografia e la computazione quantistiche. Si tratta di un settore transdisciplinare che unisce la fisica quantistica teorica e quella sperimentale alla matematica, alla logica, all’informatica e alla teoria dell’informazione. Il suo lavoro è essenzialmente teorico ma i suoi risultati solo direttamente legati alle applicazioni sperimentali. Uno dei motivi per cui ha attirato l’attenzione dell’industria e delle agenzie governative è che la crittografia quantistica può garantire comunicazioni assolutamente sicure. Un altro motivo è che i computer quantistici progettati saranno in grado di risolvere perfettamente alcuni problemi per la cui soluzione non si ritiene esista alcun algoritmo classico adeguato.
L’interesse principale della sua équipe di ricerca sono le applicazioni della teoria quantistica alla crittografia e alla computazione. Recentemente abbiamo utilizzato la Fase di Berry nella Computazione quantistica universale, la Fase di stato misto e la Geometria delle mappe costituite da un solo qubit.
Attualmente la ricerca di Ekert è rivolta agli algoritmi e alle reti in grado di decidere a livello intrinseco questioni che vanno dall’input quantistico alla struttura dei dati. Un esempio è quello di una rete quantistica che potrebbe decidere se un particolare stato bipartito è confuso o separabile. Un’altra permetterebbe di calcolare la purezza di un operatore di densità. A queste domande si potrebbe dare una risposta classica tramite la stima dello stato e l’analisi della matrice ricostruita, ma si otterrebbe una ridondanza di informazioni e sarebbe necessario misurare molti parametri. Gli algoritmi quantistici che risolvono questi problemi potrebbero fornirci metodi più efficienti per elaborare i dati quantistici.
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