Le tecniche di quantum imaging e quantum sensing mirano a sfruttare l'entanglement e le correlazioni quantistiche per superare i limiti classici di sensibilità e risoluzione nelle misure.
Le misure ottiche convenzionali risentono di limiti fondamentali che derivano dalla fluttuazione quantistica del campo elettromagnetico. Attraverso lo sviluppo di sorgenti luminose e tecniche avanzate di rivelazione, che permettano di evidenziare e sfruttare le proprietà quantistiche della luce, è possibile ridurre l'incertezza nelle misurazioni oltrepassando limiti tipici dell’ottica classica come il limite di diffrazione di Rayleigh e il limite di rumore ‘shot’.
Nei nostri laboratori abbiamo realizzato diverse dimostrazioni sperimentali di tecniche quantisiche di imaging e sensing, tra cui: tecniche di microscopia a campo largo con rumore inferiore al rumore shot; rivelazione di oggetti in presenza di un rumore fotonico ambientale preponderante; microscopia a fluorescenza super-risolta sfruttando il fenomeno dell’antibunching di fotoni; taratura assoluta di camere CCD mediante correlazioni quantistiche; lettura quantistica di memorie ottiche (nell’ambito della discriminazione di canali di perdita). Inoltre, esploriamo possibili applicazioni di tecniche di ispirazione quantistica, ad esempio il "ghost imaging".