Paolo Villoresi è un professore ordinario di Fisica Sperimentale presso il Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione dell'Università di Padova.
È il Direttore del Padua Quantum technologies Research Center, dell'Università di Padova, dalla sua fondazione.

Ha studiato Fisica e Matematica Applicata presso l'Università di Padova, includendo un periodo di ricerca presso il Dipartimento di Fisica dei Laboratori Nazionali di Risø in Danimarca, completando gli studi nel 1991. E' entrato a far parte del personale docente strutturato dell'Università di Padova nel 1994.
E' il fondatore e coordinatore del gruppo di ricerca QuantumFuture, rivolto alla ricerca di frontiera nelle comunicazioni quantistiche, nei protocolli di informazione quantistica e nelle telecomunicazioni sicure. Ha condotto la prima dimostrazione di scambio di fotoni singoli tra Spazio e Terra, pubblicata nel 2008 e poi ha coordinato la dimostrazione della comunicazione quantistica da Spazio con codifica in polarizzazione (2015) e con modi temporali (2016) e l'estensione del limite dello scambio di singoli fotoni a oltre 20000 km (2019).
Membro dell'Istituto di Fotonica e Nanotecnologie del Consiglio Nazionale delle Ricerche fin dalla fondazione e dell’Istituto Nazioninale per la Fisica Nucleare.
Autore di oltre 300 pubblicazioni su riviste scientifiche e su libri ed enciclopedie, nei settori della comunicazione e informazione quantistica, ottica quantistica, l'interazione laser-materia e atomica e fisica del plasma.
Invitato come oratore in tutti i continenti, così come referee per riviste internazionali e progetti di ricerca internazionali.
E’ ed è stato di coordinatore in diversi progetti nazionali ed internazionali di ricerca, nei settori della comunicazione quantistica, i processi fisici nel dominio degli attosecondi e le applicazioni dei laser in medicina e nell'industria.
Coautore di 11 brevetti industriali e domande di brevetto, ha vinto premi tra cui il primo posto alla prima edizione della StartCup, ora Premio Nazionale dell'Innovazione, nel 2002.

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