VILLORESI PAOLO

Nato a Treviso nel 1962, sposato con Anna Borrione e padre di Claudio e Silvia.
* Dal 2020 Direttore del Padua Quantum Technologies Research Center, Centro Interdipartimentale dell’Università di Padova, del quale ha anche coordinato la proposta di istituzione.
* Dal 2015, Professore Ordinario di “Fisica Sperimentale” presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università di Padova.
* Dal 2005 al 2014, Professore Associato di “Fisica Sperimentale” presso la medesima Facoltà.
* Dal 1994 al 2004, Ricercatore Universitario di “Struttura della Materia” nella Facoltà di Ingegneria dell’Università di Padova.
* Diploma di Perfezionamento in “Matematica Applicata” a Padova nel 1991 con una tesi sui fenomeni caotici in meccanica hamiltoniana.
* Visiting scholar presso Dip. Fisica del Risø Nat. Labs, Roskilde (DK) durante il 1988.
* Laurea in “Fisica” a Padova nel 1987 con una tesi sul confinamento magnetico del plasma per la fusione termonucleare.
Dal 2017 è membro eletto nel Board of Stakeholders della Piattaforma Comunitaria pubblica-privata Photonics21.
È il delegato nazionale in Azioni Europee COST MP1403 Nanoscale Quantum Optics (2014-2018) e deputy-delegate nella CA15220 Quantum Technologies in Space, in corso.
È membro della Giunta Esecutiva del Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dal 2018.
Ha fatto parte per due tornate della delegazione italiana al tavolo negoziale per la cooperazione scientifica Italia-USA (2013-2015).
Nei vari anni ha tenuto i corsi di “Fisica Generale 2”, “Elettronica Quantistica”, “Ottica Quantistica e Laser” e diversi Corsi di Dottorato e Master.
La sua attività scientifica si è rivolta inizialmente:
– allo studio sperimentale dell’interazione della materia con la radiazione nell’area degli impulsi laser ultracorti e ultraveloci,
– alla generazione e caratterizzazione di impulsi di durata dell’ordine degli attosecondi, stabilendo, dal 2006 al 2009, il limite minimo dell’evento artificiale più breve,
– all’ottica non lineare e ottica quantistica,
– alle applicazioni dei laser in Medicina (chirurgia del polmone e odontoiatria), nel trattamento dei materiali, nel settore fotovoltaico.
A partire dal 2003, le sue ricerche si sono concentrate nel settore dell’informazione quantistica e in particolare delle comunicazioni quantistiche nello Spazio, tema allora inesplorato, e con prospettive di test dei fondamenti della Fisica e di trasmissione dati – basata su segnali ottici – inviolabile anche ai computer quantistici. In particolare:
– ha condotto la prima dimostrazione di scambio di fotoni singoli tra Spazio e Terra, pubblicata nel 2008, e ha coordinato la prima dimostrazione della comunicazione
quantistica dallo Spazio con codifica in polarizzazione (2015) e con modi temporali (2016) e l’estensione del limite dello scambio di singoli fotoni prima a 7000 km (2016) e poi al limite attuale di 20000 km (2019);
– ha introdotto tecniche, basate su processi quantistici, per la generazione di sequenze di numeri casuali completamente impredicibili anche dal punto di vista teorico; ciò ha comportato lo sviluppo e il brevetto di un generatore quantistico di numeri casuali che ha elevato il limite di generazione a 17 Gbps;
– ha messo a punto tecniche di ottica integrata per lo scambio quantistico di chiavi crittografiche;
– ha investigato la generazione e manipolazione di stati quantistici combinando gradi di libertà differenti; si ricordano in questa sede la prima realizzazione nello Spazio del test sulla dualità onda-corpuscolo mediante l’esperimento “Delayed Choice” di Wheeler e l’ottica adattativa per la generazione e il controllo dell’entanglement.
L’attività scientifica del candidato manifesta un carattere fortemente interdisciplinare, poiché interessa l’Ingegneria delle Comunicazioni, l’Ingegneria Aerospaziale, l’Informatica, l’Ottica e più in generale la Fisica, e affronta problemi tecnologici e scientifici di grande interesse e attualità.
Paolo Villoresi è autore di oltre 150 pubblicazioni apparse in riviste scientifiche internazionali, fra le quali anche Nature e Science, editor di due libri e autore di più di 200 contributi a congresso nelle aree delle Comunicazioni e dell’Ottica quantistiche, dell’interazione laser/materia e della Fisica atomica e del plasma.
È anche coautore di 11 brevetti industriali e domande di brevetto, su argomenti che spaziano dalle applicazioni tecnologiche e medicali dei laser al pratico impiego dei processi quantistici.
È stato tra i fondatori del Polo Fotovoltaico Veneto, membro dell’Istituto di Fotonica e Nanotecnologie del CNR fin dalla fondazione e dell’Istituto Nazionale per la Fisica Nucleare. A partire dal 2008 ha fondato e coordinato il gruppo di ricerca “QuantumFuture”
dell’Università di Padova, che collabora con l’Osservatorio MLRO dell’Agenzia Spaziale
Italiana per lo sviluppo delle Comunicazioni Quantistiche nello Spazio.
È referee di progetti di ricerca internazionali e coordinatore di progetti di ricerca nazionali e internazionali, riguardanti le aree della comunicazione quantistica, dell’ottica non lineare, delle applicazioni dei laser in Medicina e nell’industria.
Ha vinto anche alcuni premi, fra i quali il primo posto alla prima edizione della StartCup, ora Premio Nazionale dell’Innovazione, nel 2002.
Selezione delle pubblicazioni
Villoresi, P, T Jennewein, F Tamburini, M Aspelmeyer, C Bonato, R Ursin, C Pernechele, et al. 2008.
“Experimental Verification of the Feasibility of a Quantum Channel between Space and Earth.” New Journal of Physics 10: 033038.
Sansone, G, E Benedetti, F Calegari, C Vozzi, L Avaldi, R Flammini, L Poletto, P Villoresi et al. 2006.
“Isolated Single-Cycle Attosecond Pulses.” Science, 314, 443-46.http://www.jstor.org/stable/20031578.Paulus, G G, F Grasbon, H Walther, P Villoresi, M Nisoli, S Stagira, E Priori, and S De Silvestri. 2001.
“Absolute-Phase Phenomena in Photoionization with Few-Cycle Laser Pulses.” Nature 414, 182-84.https://doi.org/10.1038/35102520.Vallone, Giuseppe, Davide Bacco, Daniele Dequal, Simone Gaiarin, Vincenza Luceri, Giuseppe Bianco, and
Paolo Villoresi. 2015. “Experimental Satellite Quantum Communications.” Physical Review Letters 115(4): 040502.
Agnesi, Costantino, Marco Avesani, Luca Calderaro, Andrea Stanco, Giulio Foletto, Mujtaba Zahidy, Alessia
Scriminich, Francesco Vedovato, Giuseppe Vallone, and Paolo Villoresi. 2020. “Simple Quantum Key Distribution with Qubit-Based Synchronization and a Self-Compensating Polarization Encoder.” Optica 7 (4): 284.
Agnesi, Costantino, Francesco Vedovato, Matteo Schiavon, Daniele Dequal, Luca Calderaro, Marco Tomasin, Davide G Marangon, et al. 2018. “Exploring the Boundaries of Quantum Mechanics: Advances in Satellite Quantum Communications.” Philosophical Transactions of the Royal Society A 376 (2123): 20170461.
Vallone, Giuseppe, Daniele Dequal, Marco Tomasin, Francesco Vedovato, Matteo Schiavon, Vincenza Luceri, Giuseppe Bianco, and Paolo Villoresi. 2016. “Interference at the Single Photon Level Along Satellite-Ground Channels.” Physical Review Letters 116 (25): 253601.
Villoresi, P, P Ceccherini, L Poletto, G Tondello, C Altucci, R Bruzzese, C De Lisio, M Nisoli, S Stagira, and G Cerullo. 2000. “Spectral Features and Modeling of High-Order Harmonics Generated by Sub-10-Fs Pulses.” Physical Review Letters 85 (12): 2494.
Vedovato, Francesco, Costantino Agnesi, Matteo Schiavon, Daniele Dequal, Luca Calderaro, Marco Tomasin, Davide G Marangon, et al. 2017. “Extending Wheeler’s Delayed-Choice Experiment to Space.” Science Ad. 3, e1701180.
Bacco, Davide, Matteo Canale, Nicola Laurenti, Giuseppe Vallone, and Paolo Villoresi. 2013. “Experimental Quantum Key Distribution with Finite-Key Security Analysis for Noisy Channels.” Nature Communications 4: 2363.
Avesani, Marco, Davide G. Marangon, Giuseppe Vallone, and Paolo Villoresi. 2018. “Source-Device-Independent Heterodyne-Based Quantum Random Number Generator at 17 Gbps.” Nature Communications 9 (1): 5365.
Sola, I J, E Mével, L Elouga, E Constant, V Strelkov, L Poletto, P Villoresi, E Benedetti, J-P Caumes, and S Stagira. 2006. “Controlling Attosecond Electron Dynamics by Phase-Stabilized Polarization Gating.” Nature Physics 2 (5): 319-22.