Quantum Information with Integrated Photonics

Piergentili, Paolo; Amanti, Francesco; Andrini, Greta; Armani, Fabrizio; Bellani, Vittorio; Bonaiuto, Vincenzo; Cammarata, Simone; Campostrini, Matteo; Cornia, Samuele; Dao, Thu Ha; De Matteis, Fabio; Demontis, Valeria; Di Giuseppe, Giovanni; Ditalia Tchernij, Sviatoslav; Donati, Simone; Fontana, Andrea; Forneris, Jacopo; Francini, Roberto; Frontini, Luca; Gunnella, Roberto; Iadanza, Simone; Kaplan, Ali Emre; Lacava, Cosimo; Liberali, Valentino; Marzioni, Francesco; Nieto Hernández, Elena; Pedreschi, Elena; Prete, Domenic; Prosposito, Paolo; Rigato, Valentino; Roncolato, Carlo; Rossella, Francesco; Salamon, Andrea; Salvato, Matteo; Sargeni, Fausto; Shojaii, Jafar; Spinella, Franco; Stabile, Alberto; Toncelli, Alessandra; Trucco, Gabriella; Vitali, Valerio

doi:10.3390/app14010387

Open AccessReview

Quantum Information with Integrated Photonics

by

Paolo Piergentili

^1,2,*

,

Francesco Amanti

³,

Greta Andrini

^4,5

,

Fabrizio Armani

⁶,

Vittorio Bellani

^7,8

,

Vincenzo Bonaiuto

^9,10

,

Simone Cammarata

^3,11

,

Matteo Campostrini

¹²

,

Samuele Cornia

^8,13

,

Thu Ha Dao

^9,10

,

Fabio De Matteis

^9,10

,

Valeria Demontis

^8,14

,

Giovanni Di Giuseppe

^1,2

,

Sviatoslav Ditalia Tchernij

^5,15

,

Simone Donati

^3,16

,

Andrea Fontana

⁸

,

Jacopo Forneris

^5,15

,

Roberto Francini

^9,10

,

Luca Frontini

^6,17

,

Roberto Gunnella

^1,2,

Simone Iadanza

¹⁸

,

Ali Emre Kaplan

¹⁹

,

Cosimo Lacava

^8,20

,

Valentino Liberali

^6,17

,

Francesco Marzioni

^1,2,21

,

Elena Nieto Hernández

^5,15,

Elena Pedreschi

³

,

Domenic Prete

⁸,

Paolo Prosposito

^9,10

,

Valentino Rigato

¹²

,

Carlo Roncolato

¹²,

Francesco Rossella

^8,13

,

Andrea Salamon

¹⁰

,

Matteo Salvato

^10,22

,

Fausto Sargeni

^10,23

,

Jafar Shojaii

²⁴,

Franco Spinella

³,

Alberto Stabile

^6,17,

Alessandra Toncelli

^3,16

,

Gabriella Trucco

^6,25

and

Valerio Vitali

^8,20

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¹

Scuola di Scienze e Tecnologie, Divisione di Fisica, Università di Camerino, 62032 Camerino, Italy

²

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia, 06123 Perugia, Italy

³

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa, 56127 Pisa, Italy

⁴

Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni, Politecnico di Torino, 10129 Torino, Italy

⁵

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino, 10125 Torino, Italy

⁶

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano, 20133 Milano, Italy

⁷

Dipartimento di Fisica, Università di Pavia, 27100 Pavia, Italy

⁸

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pavia, 27100 Pavia, Italy

⁹

Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università di Roma Tor Vergata, 00133 Roma, Italy

¹⁰

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Roma Tor Vergata, 00133 Roma, Italy

¹¹

Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione, Università di Pisa, 56122 Pisa, Italy

¹²

Laboratori Nazionali di Legnaro, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, 35020 Legnaro, Italy

¹³

Dipartimento di Scienze Fisiche, Informatiche e Matematiche, Università di Modena e Reggio Emilia, 41125 Modena, Italy

¹⁴

National Enterprise for nanoScience and nanoTechnology, Scuola Normale Superiore and Istituto Nanoscienze—Consiglio Nazionale delle Ricerche, 56127 Pisa, Italy

¹⁵

Dipartimento di Fisica, Università di Torino, 10125 Torino, Italy

¹⁶

Dipartimento di Fisica, Università di Pisa, 56127 Pisa, Italy

¹⁷

Dipartimento di Fisica, Università di Milano, 20133 Milano, Italy

¹⁸

Paul Scherrer Institute, 5232 Villigen, Switzerland

¹⁹

Optoelectronics Research Center, University of Southampton, Southampton SO17 1BJ, UK

²⁰

Dipartimento di Ingegneria Industriale e dell’Informazione, Università di Pavia, 27100 Pavia, Italy

²¹

Dipartimento di Fisica, Università di Napoli “Federico II”, 80126 Napoli, Italy

²²

Dipartimento di Fisica, Università di Roma Tor Vergata, 00133 Roma, Italy

²³

Dipartimento di Ingegneria Elettronica, Università di Roma Tor Vergata, 00133 Roma, Italy

²⁴

Space Technology and Industry Institute, Swinburne University of Technology, Hawthorn, VIC 3122, Australia

²⁵

Dipartimento di Informatica, Università di Milano, 20133 Milano, Italy

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^*

Author to whom correspondence should be addressed.

Appl. Sci. 2024, 14(1), 387; https://doi.org/10.3390/app14010387

Submission received: 13 November 2023 / Revised: 28 December 2023 / Accepted: 28 December 2023 / Published: 31 December 2023

(This article belongs to the Special Issue Recent Advances and Future Trends in Nanophotonics Ⅱ)

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Abstract

Since the 1980s, researchers have taken giant steps in understanding how to use quantum mechanics for solving real problems—for example, making a computer that works according to the laws of quantum mechanics. In recent decades, researchers have tried to develop a platform for quantum information and computation that can be integrated into digital and telecom technologies without the need of a cryogenic environment. The current status of research in the field of quantum integrated photonics will be reviewed. A review of the most common integrated photonic platforms will be given, together with the main achievements and results in the last decade.

Keywords: quantum information; quantum computation; integrated photonics; quantum processors; quantum technologies

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MDPI and ACS Style

Piergentili, P.; Amanti, F.; Andrini, G.; Armani, F.; Bellani, V.; Bonaiuto, V.; Cammarata, S.; Campostrini, M.; Cornia, S.; Dao, T.H.; et al. Quantum Information with Integrated Photonics. Appl. Sci. 2024, 14, 387. https://doi.org/10.3390/app14010387

AMA Style

Piergentili P, Amanti F, Andrini G, Armani F, Bellani V, Bonaiuto V, Cammarata S, Campostrini M, Cornia S, Dao TH, et al. Quantum Information with Integrated Photonics. Applied Sciences. 2024; 14(1):387. https://doi.org/10.3390/app14010387

Chicago/Turabian Style

Piergentili, Paolo, Francesco Amanti, Greta Andrini, Fabrizio Armani, Vittorio Bellani, Vincenzo Bonaiuto, Simone Cammarata, Matteo Campostrini, Samuele Cornia, Thu Ha Dao, and et al. 2024. "Quantum Information with Integrated Photonics" Applied Sciences 14, no. 1: 387. https://doi.org/10.3390/app14010387

APA Style

Piergentili, P., Amanti, F., Andrini, G., Armani, F., Bellani, V., Bonaiuto, V., Cammarata, S., Campostrini, M., Cornia, S., Dao, T. H., De Matteis, F., Demontis, V., Di Giuseppe, G., Ditalia Tchernij, S., Donati, S., Fontana, A., Forneris, J., Francini, R., Frontini, L., ... Vitali, V. (2024). Quantum Information with Integrated Photonics. Applied Sciences, 14(1), 387. https://doi.org/10.3390/app14010387

Note that from the first issue of 2016, this journal uses article numbers instead of page numbers. See further details here.

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