Sperimentazione con algoritmi per l'analisi di nuvole di punti per applicazioni di guida autonoma

Al giorno d’oggi quasi tutte le persone possiedono un mezzo motorizzato che utilizzano per spostarsi. Tale operazione, che risulta semplice per una persona, può essere compiuta da un robot o un autoveicolo in modo autonomo? La risposta a questa domanda è si, ma se ad una persona serve solo un po’ di pratica per guidare, questa azione non risulta altrettanto immediata per dei veicoli motorizzati. In soccorso ad essi vi è la Computer Vision, un ramo dell’informatica che, in un certo senso, rende un elaboratore elettronico in grado di percepire l’ambiente circostante, nel modo in cui una persona fa con i propri occhi. Oggi ci concentreremo su due campi della computer vision, lo SLAM o Simultaneous Localization and Mapping, che rende un robot in grado di mappare, attraverso una camera, il mondo in cui si trova ed allo stesso tempo di localizzare, istante per istante, la propria posizione all’interno di esso, e la Plane Detection, che permette di estrapolare i piani presenti all’interno di una data immagine.

Elementi di calcolo infinitesimale con numerosi applicazioni geometriche.

Available on demand as hard copy or computer file from Cornell University Library.

The effects of J-gate potential and interfaces on donor exchange coupling in the Kane quantum computer architecture

We calculate the electron exchange coupling for a phosphorus donor pair in silicon perturbed by a J-gate potential and the boundary effects of the silicon host geometry. In addition to the electron-electron exchange interaction we also calculate the contact hyperfine interaction between the donor nucleus and electron as a function of the varying experimental conditions. Donor separation, depth of the P nuclei below the silicon oxide layer and J-gate voltage become decisive factors in determining the strength of both the exchange coupling and hyperfine interaction-both crucial components for qubit operations in the Kane quantum computer. These calculations were performed using an anisotropic effective-mass Hamiltonian approach. The behaviour of the donor exchange coupling as a function of the parameters varied in this work provides relevant information for the experimental design of these devices.

Quantum-error correction on linear-nearest-neighbor qubit arrays

A quantum circuit implementing 5-qubit quantum-error correction on a linear-nearest-neighbor architecture is described. The canonical decomposition is used to construct fast and simple gates that incorporate the necessary swap operations allowing the circuit to achieve the same depth as the current least depth circuit. Simulations of the circuit's performance when subjected to discrete and continuous errors are presented. The relationship between the error rate of a physical qubit and that of a logical qubit is investigated with emphasis on determining the concatenated error correction threshold.

Teleportation via Multi-Qubit Channels

We investigate the problem of teleporting an unknown qubit state to a recipient via a channel of 2L qubits. In this procedure a protocol is employed whereby L Bell state measurements are made and information based on these measurements is sent via a classical channel to the recipient. Upon receiving this information the recipient determines a local gate which is used to recover the original state. We find that the 2(2L)-dimensional Hilbert space of states available for the channel admits a decomposition into four subspaces. Every state within a given subspace is a perfect channel, and each sequence of Bell measurements projects 2L qubits of the system into one of the four subspaces. As a result, only two bits of classical information need be sent to the recipient for them to determine the gate. We note some connections between these four subspaces and ground states of many-body Hamiltonian systems, and discuss the implications of these results towards understanding entanglement in multi-qubit systems.

Architettura cloud per lo sviluppo multi-piattaforma di Sistemi Operativi: Applicazioni specifiche

Il mondo dell’Internet of Things e del single board computing sono settori in forte espansione al giorno d’oggi e le architetture ARM sono, al momento, i dominatori in questo ambito. I sistemi operativi e i software si stanno evolvendo per far fronte a questo cambiamento e ai nuovi casi d’uso che queste tecnologie introducono. In questa tesi ci occuperemo del porting della distribuzione Linux Sabayon per queste architetture, la creazione di un infrastruttura per il rilascio delle immagini e la compilazione dei pacchetti software.

La Blockchain: aspetti crittografici e applicazioni

La Blockchain è un deposito di dati distribuito costituito da una lista di record (in continua crescita) resistente a modifiche e revisioni, anche da parte degli operatori dei nodi (computer) su cui risiede. I dati sono sicuri anche in presenza di partecipanti non affidabili o disonesti alla rete. Una copia totale o parziale della blockchain è memorizzata su tutti i nodi. I record contenuti sono di due tipi: le transazioni, che sono i dati veri e propri, e i blocchi, che sono la registrazione di quanto ed in quale ordine le transazioni sono state inserite in modo indelebile nel database. Le transazioni sono create dai partecipanti alla rete nelle loro operazioni (per esempio, trasferimento di valuta ad un altro utente), mentre i blocchi sono generati da partecipanti speciali, i cosiddetti “miners”, che utilizzano software e a volte hardware specializzato per creare i blocchi. L’attività dei miners viene ricompensata con l’assegnazione di “qualcosa”, nel caso della rete Bitcoin di un certo numero di unità di valuta. Spesso negli esempi si fa riferimento alla Blockchain di Bitcoin perché è la catena di blocchi implementata per prima, e l'unica ad avere una dimensione consistente. Le transazioni, una volta create, vengono distribuite sui nodi con un protocollo del tipo “best effort”. La validità di una transazione viene verificata attraverso il consenso dei nodi della rete sulla base di una serie di parametri, che variano secondo l’implementazione specifica dell’architettura. Una volta verificata come valida, la transazione viene inserita nel primo blocco libero disponibile. Per evitare che ci sia una duplicazione delle informazioni l’architettura prevede un sistema di time stamping, che non richiede un server centralizzato.

Anioni: particelle identiche e topologia in meccanica quantistica

Si espone la teoria quantistica non relativistica dei sistemi di particelle identiche, costruendo un opportuno spazio delle configurazioni la cui struttura è coerente con la loro indistinguibilità. Si impiegano nozioni di topologia algebrica per la formulazione di una meccanica quantistica su tale spazio, mostrando che in due dimensioni spaziali esiste una continuità di statistiche quantistiche. Le particelle con queste statistiche intermedie tra bosoni e fermioni sono chiamate anioni. Si illustra l'importanza che hanno assunto nella spiegazione dell'effetto Hall quantistico e nell'attuale ricerca sulla possibilità di creare un computer quantistico topologico.