Theory and Simulation of Complex Quantum Matter

Missione

Il gruppo Theory and Simulation of Complex Quantum Matter si occupa della progettazione e caratterizzazione di stati quantistici della materia emergenti da forti correlazioni ed entanglement. Poniamo particolare enfasi sui simulatori quantistici basati su atomi e molecole ultrafreddi, che offrono una piattaforma versatile per esplorare e controllare fasi quantistiche complesse. La nostra attività di ricerca combina approcci analitici avanzati, fondati sulla teoria dei campi, con tecniche computazionali all’avanguardia, tra cui tensor network, quantum Monte Carlo e teoria del funzionale della densità.

Principali linee di ricerca

• Simulazione quantistica con atomi e molecole ultrafreddi
• Proprietà dinamiche di vortici massivi in condensati binari
• Supercorrenti e tunneling in configurazioni con molti vortici massivi
• Sistemi quantistici dipolari
• Algoritmi quantistici
• Isolanti topologici e superconduttori
• Teorie di gauge su reticolo
• Dinamica di superfluidi fermionici e bosonici
• Atomtronica
• Proprietà di trasporto

Progetti e pubblicazioni

• Selezione di pubblicazioni recenti
  2026

  1. Geometrical Frustration, Power Law Tunneling and Nonlocal Gauge Fields from Scattered Light
     articolo
     

     Popov, Pavel P.; Fraxanet, Joana; Barbiero, Luca; Lewenstein, Maciej
     PHYSICAL REVIEW LETTERS
     American Physical Society - APS
     Vol.136 pp.9 (pp.1-9) ISSN:0031-9007 DOI:10.1103/hndj-8tj1

  2025

  1. Nonlocal order parameter of pair superfluids
     articolo
     

     Cuzzuol, Nitya; Barbiero, Luca; Montorsi, Arianna
     SCIPOST PHYSICS CORE
     SciPost
     Vol.8 pp.17 ISSN:2666-9366 DOI:10.21468/SciPostPhysCore.8.1.020

  2024

  1. Massive-vortex realization of a Bosonic Josephson Junction
     articolo
     

     Bellettini, Alice; Richaud, Andrea; Penna, Vittorio
     PHYSICAL REVIEW RESEARCH
     American Physical Society
     Vol.6 pp.16 (pp.1-16) ISSN:2643-1564 DOI:10.1103/PhysRevResearch.6.043197

  2. Fundamental role of nonlocal orders in 1D extended Bose–Hubbard model
     articolo
     

     Cuzzuol, Nitya; Montorsi, Arianna
     CHAOS
     AIP
     Vol.34 pp.7 ISSN:1054-1500 DOI:10.1063/5.0206798

  3. Rotational states of an asymmetric vortex pair with mass imbalance in binary condensates
     articolo
     

     Bellettini, Alice; Richaud, Andrea; Penna, Vittorio
     PHYSICAL REVIEW A
     APS
     Vol.109 pp.15 ISSN:2469-9926 DOI:10.1103/PhysRevA.109.053301

  4. Frustrated Extended Bose-Hubbard Model and Deconfined Quantum Critical Points with Optical Lattices at the Antimagic Wavelength
     articolo
     

     Baldelli, Niccolò; Cabrera, Cesar R.; Julià-Farré, Sergi; Aidelsburger, Monika; Barbiero, Luca
     PHYSICAL REVIEW LETTERS
     American Physical Society
     Vol.132 pp.8 ISSN:0031-9007 DOI:10.1103/physrevlett.132.153401

  2023

  1. Magnetic atoms push interactions to new lengths for quantum simulation
     recensione
     

     Blakie, P. B.; Capogrosso Sansone, B.
     NATURE
     Springer Nature
     Vol.622 pp.2 (pp.704-705) ISSN:0028-0836 DOI:10.1038/d41586-023-03152-w

  2. Superconducting Transition Temperature of the Bose One-Component Plasma
     articolo
     

     Zhang, Chao; Capogrosso Sansone, B.; Boninsegni, M.; Prokof'Ev, N. V.; Svistunov, B. V.
     PHYSICAL REVIEW LETTERS
     American Physical Society - APS
     Vol.130 pp.6 ISSN:0031-9007 DOI:10.1103/PhysRevLett.130.236001

  2022

  1. Supersolid phases of lattice dipoles tilted in three dimensions
     articolo
     

     Zhang, Jin; Zhang, Chao; Yang, Jin; Capogrosso Sansone, B.
     PHYSICAL REVIEW A
     American Physical Society - APS
     Vol.105 pp.9 (pp.1-9) ISSN:2469-9926 DOI:10.1103/PhysRevA.105.063302

  2. Topological Quantum Critical Points in the Extended Bose-Hubbard Model
     articolo
     

     Fraxanet, J.; Gonzalez-Cuadra, D.; Pfau, T.; Lewenstein, M.; Langen, T.; Barbiero, L.
     PHYSICAL REVIEW LETTERS
     American Physical Society
     Vol.128 pp.7 ISSN:0031-9007 DOI:10.1103/PhysRevLett.128.043402

  2021

  1. Dynamics of massive point vortices in a binary mixture of Bose-Einstein condensates
     articolo
     

     Richaud, Andrea; Penna, Vittorio; Fetter, Alexander
     PHYSICAL REVIEW A
     APS
     Vol.103 pp.10 ISSN:2469-9926 DOI:10.1103/PhysRevA.103.023311

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Responsabile

• PENNA VITTORIO

Personale strutturato

• BARBIERO LUCA
• CAPOGROSSO SANSONE BARBARA
• MONTORSI ARIANNA
• XHANI KLEJDJA

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