Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Николя Гизен
Николя Гизен 201508.jpg
Родившийся( 1952-05-29 )29 мая 1952 г. (68 лет)
Женева , Швейцария
ГражданствоШвейцарский
Альма-матерЖеневский университет
ИзвестенКвантовая нелокальность
Квантовая связь на большие расстояния
Квантовая криптография и телепортация
Работа над основами квантовой физики
Теорема Гизина – Хьюстона – Джозсы – Вуттерса
Научная карьера
ПоляФизика
УчрежденияЖеневский университет

Николя Гизина (1952 г.р.) является швейцарским физиком и профессором на Женевском университет работает по квантовой информации и коммуникации, а также об основах квантовой механики . Его работа включает в себя как экспериментальную, так и теоретическую физику . Он внес значительный вклад в области экспериментальной квантовой криптографии и квантовой связи на большие расстояния в стандартных телекоммуникационных оптических волокнах.. Как теоретик, Гисин глубоко проник в квантовую механику. Он также первым разработал квантовые информационные технологии до такого уровня, что впервые появилась возможность вывести их из лаборатории в коммерческий мир: он стал соучредителем ID Quantique , дочерней компании, которая быстро развивалась. в одного из мировых лидеров в области квантовых информационных и коммуникационных технологий.

Биография [ править ]

Николя Гизен родился в Женеве, Швейцария, 29 мая 1952 года. Он получил степень математика и степень магистра физики, прежде чем защитил докторскую диссертацию. получил степень по физике Женевского университета в 1981 году за диссертацию по квантовой и статистической физике. Проработав несколько лет в сфере программного обеспечения и оптической связи, в 1994 году он присоединился к Группе прикладной физики Женевского университета , где начал свою деятельность в области оптики. С 2000 года он был директором Департамента прикладной физики [1], возглавляя большую группу исследований в области квантовой информации и коммуникации. Европа признала его лидерство, присудив ему два подряд продвинутых гранта ERC . [2] [3] В 2009 году он получил первое двухгодичноеПриз Джона Стюарта Белла . [4] В 2011 году он получил приз города Женевы. [5] В 2014 году Швейцария признала его влияние, присудив ему Швейцарскую научную премию, спонсируемую Фондом Марселя Бенуа [6] и врученную национальным правительством.

Гисин опубликовал популярную книгу, в которой он объясняет без математики, но также не скрывая сложных концепций, современной квантовой физики и некоторых ее увлекательных приложений. Его книга под названием « Квантовый шанс » была переведена с французского на английский, немецкий, китайский, корейский и русский языки.

Его главное увлечение - хоккей на траве. Он играл на высшем швейцарском уровне и был президентом Servette HC с 2000 по 2015 год, благодаря чему его клуб стал крупнейшим в Швейцарии. В 2010 году его клуб был удостоен титула «Клуб года» Европейской федерацией хоккея. [7] [8] В 2014 году первая команда впервые за вековую историю клуба выиграла чемпионат Швейцарии.

Исследование [ править ]

  • Эра квантовой связи на большие расстояния была начата экспериментом Николаса Гизена в 1995 году [9] [10] [11], в котором квантовый криптографический сигнал передавался на расстояние 23 км по коммерческому оптическому волокну под Женевским озером. Затем он совместно изобрел так называемые конфигурации Plug - & Play и Coherent One Way для квантового распределения ключей, благодаря которым можно было продемонстрировать мировые рекорды расстояний в 67 км [12] и 307 км [13] .
  • В 1997 году Николас Гизен и его группа продемонстрировали нарушения неравенства Белла на расстоянии более 10 км . [14] [15] Это был первый случай, когда квантовая нелокальность была продемонстрирована вне лаборатории; расстояние было увеличено примерно на три порядка по сравнению со всеми предыдущими экспериментами. Изображение Женевского озера с маркировкой оптического волокна длиной 10 км, по которому фотоны перемещались между двумя деревнями Бернекс и Бельвю, является одним из знаковых изображений 1990-х годов. За этим последовали дальнейшие эксперименты, когда-либо усиливавшие вывод, исключая все более и более сложные альтернативные модели квантовой теории. [16] [17] [18] [19] [20]
  • В 2012 году вместе с коллегами он доказал, что любое возможное объяснение квантовой корреляции, основанное на некоторых скрытых влияниях, возможно, распространяющихся со сверхсветовой, но конечной скоростью (в предпочтительной системе отсчета), активирует передачу сигналов. [21] [22] Этот теоретический тур де силы усилил противоречие между квантовой нелокальностью и относительностью до крайних пределов.
  • В начале 2000-х он первым продемонстрировал квантовую телепортацию на большие расстояния . [23] [24] В последнем эксперименте принимающий фотон находился уже на расстоянии сотен метров, когда было выполнено измерение состояния Белла, которое запускает процесс телепортации.
  • Предыдущие открытия были бы невозможны без однофотонных детекторов, совместимых с телекоммуникационными оптическими волокнами. Когда Гисин вошел в поле, таких детекторов не было. Сегодня, благодаря Гизину и его группе в Женевском университете [25], детекторы одиночных фотонов на длинах волн телекоммуникаций коммерчески доступны, и IDQ является неоспоримым мировым лидером.
  • В 2001 году вместе со студентом и двумя членами своей университетской группы он основал ID Quantique (ныне IDQ, www.idquantique.com ), дочернюю компанию, которая быстро превратилась в мирового лидера в области квантовых информационных и коммуникационных технологий. . Наше информационное общество основывается на возможности конфиденциального общения. Это требует множества случайных чисел и способов их распределения между удаленными партнерами. IDQ использует квантовые информационные технологии, разработанные Николасом Гизеном, для решения именно этих потребностей. Несколько банков и других учреждений в нескольких странах и на разных континентах уже внедрили эту сверхбезопасную криптографическую технологию.
  • Работа Николя Гизена довела квантовую связь по оптоволокну до предела своих возможностей. Чтобы идти дальше, нужны квантовая память и повторители . Его группа изобрела оригинальный протокол квантовой памяти с использованием кристаллов, допированных редкоземельными элементами [26], и использовала его для демонстрации первой твердотельной квантовой памяти. [27] Недавно они запутали сначала фотон с таким кристаллом [28], затем два таких кристалла [29] и, наконец, телепортировали фотонный кубит в твердотельную квантовую память на расстояние 25 км. [30]
  • Демонстрация Гизином [29] провозглашенной запутанности между двумя макроскопическими кристаллами сантиметровой длины просто ошеломляет. Насколько большими могут быть запутанные объекты? А что значит «макроскопический»? Николас Гизен обратился к этому глубокому вопросу, предоставив оригинальные идеи [31] [32] [22,23] и продемонстрировав запутанность между двумя оптическими модами в двух пространственно разделенных оптических волокнах, причем одна из мод заселяется примерно 500 фотонами. [33]
  • В 1964 году Джон Беллобнаружили, что природа нелокальна, то есть действия в одном месте мгновенно оказывают влияние в удаленном регионе, что явно противоречит теории относительности Эйнштейна, согласно которой никакие сигналы не могут распространяться быстрее света. Белл обнаружил, что нелокальные (т. Е. Кажущиеся мгновенными) эффекты, тем не менее, могут существовать под прикрытием квантовых неопределенностей. Значение этого открытия для всей области физики трудно переоценить. Возможно, это похоже на открытие Эйнштейном самой теории относительности. Тем не менее, в течение почти трех десятилетий, за некоторыми заметными исключениями, открытие Белла оставалось практически незамеченным. Однако все изменилось с работой Николя Гизена [25]. До этого момента было известно, что нелокальность возникает в одной крайне специфической ситуации. Николас Гизен, однако,показало, чтонелокальность является общей : (почти) все чистые квантовые состояния порождают нелокальность. Таким образом, теорема Гизина [34] ставит нелокальность в основу физики.
  • Уравнение Шредингера - это основной закон природы. Однако можно предположить, что в определенный момент в будущем новые открытия могут привести к его модификации. Наиболее естественная такая модификация - введение нелинейных членов. Однако другая «теорема Гизина» утверждает, что все детерминированные нелинейные модификации уравнения Шредингера обязательно активируют квантовую нелокальность , что приводит к истинным нарушениям теории относительности. [35] [36]
  • Одной из важнейших характеристик квантовой информации является теорема о запрете клонирования . Николас Гизен вывел границу точности приближенного квантового клонирования из релятивистского ограничения отсутствия сигналов. [37]
  • Николас Гизен внес вклад в установление связи нелокальности с безопасностью квантового распределения ключей. [38] [39] [40] Это открыло совершенно новую область исследований, известную как независимая от устройств квантовая обработка информации (DI-QIP).
  • В 1984 году предложенные Николасом Гизином стохастические уравнения Шредингера [41] и его последующая работа вместе с Яном К. Персивалем теперь широко используются при изучении динамики открытых квантовых систем. [42]
  • Прежде чем стать квантовым инженером, Николя Гизен работал классическим инженером по телекоммуникациям, сначала в промышленности, затем в университете. В частности, он изобрел метод измерения дисперсии мод поляризации (PDM) в оптических волокнах. [43] [44] Это оказалось чрезвычайно важным параметром телекоммуникационных волокон, важность которого изначально недооценивалась. Техника была принята в качестве международного стандарта и передана в промышленность (сначала в дочернее предприятие канадской компании EXFO ). До сих пор это наиболее часто используемый метод для характеристики PMD. Будучи одновременно классическим и квантовым инженером, он применил абстрактные концепции квантовых слабых значений к области классических телекоммуникационных сетей. [45]

Награды [ править ]

  • Приз Дины Сурдин, присужденный Фондом Луи де Бройля, Париж, за его докторскую диссертацию (1982)
  • Награда за эффективность продукта, присужденная журналом PC Publishing за его работу в компании-разработчике программного обеспечения CPI (1988 г.)
  • Выбранный Американским физическим обществом [ постоянная мертвая ссылка ] для иллюстрации своих десяти плакатов по физике 20-го века: его эксперимент по квантовой корреляции на больших расстояниях 1998 года иллюстрирует физику десятилетия 1990 года.
  • Выбран MIT Technology Review как представитель одной из 10 технологий, которые должны «изменить мир»! (2003)
  • Премия Декарта за европейский проект IST-QuCom за «выдающиеся достижения в совместных исследованиях», присужденная Европейской комиссией (2004 г.)
  • Почетный доктор, Федеральная политехническая школа Лозанны (EPFL) , Лозанна (2004 г.)
  • Приз науки де ла Вилль де Женев . Каждые 4 года город Женева чествует одного ученого, проживающего в Женеве. (2007)
  • Член Европейского оптического общества за «вклад в создание квантовой механики и ее приложений» (2008 г.)
  • Расширенный грант ERC на тему «Квантовые корреляции» (2008 г.)
  • Премия Джона Стюарта Белла за исследования фундаментальных вопросов квантовой механики и их приложений (2009 г.)
  • Расширенный грант ERC по теме «Макроскопическая запутанность в кристаллах» (2013 г.)
  • Выбран в качестве высоко цитируемого исследователя Thomson-Reuters (2014 г.)
  • Швейцарская премия в области науки 2014 года присуждена фондом Марселя Бенуа . Это высшая швейцарская премия по всем наукам, присуждаемая один раз в год одному человеку (2014 г.).
  • Премия за квантовую коммуникацию , измерения и вычисления, QCMC'14 (2014 г.)
  • Медаль Вольта от Университета Павии, Италия (2015)

Ссылки [ править ]

  1. ^ Руководитель группы прикладной физики
  2. ^ Квантовые корреляции ERC [ постоянная мертвая ссылка ]
  3. ^ Макроскопическая запутанность ERC в кристаллах [ постоянная мертвая ссылка ]
  4. ↑ Первая церемония вручения премии Джона Стюарта Белла
  5. ^ "Prix de la Ville de Genève" . Архивировано из оригинала на 2016-03-04 . Проверено 28 сентября 2015 .
  6. ↑ Видео церемонии вручения премии Марселя Бенуа
  7. ^ Еврохоккейный клуб года
  8. ^ Фотографии EuroHockey Club of the Year
  9. ^ Экспериментальная демонстрация квантовой криптографии с использованием поляризованных фотонов в оптическом волокне на расстоянии более 1 км, A. Muller, J. Bréguet и N. Gisin, Europhys. Lett. 23, 383 (1993).
  10. ^ Подводное квантовое кодирование, А. Мюллер, Х. Збинден и Н. Гисин, Nature 378, 449 (1995).
  11. ^ Квантовая криптография более 23 км в проложенном под озером телекоммуникационном оптоволокне, А. Мюллер, Х. Збинден и Н. Гисин, Europhys. Lett. 33, 335 (1996).
  12. ^ Квантовое распределение ключей на 67 км с системой plug & play, Д. Штуки, Н. Гизин, О. Гуиннард, Г. Риборди и Х. Збинден, New Journal of Physics, 4, 41 (2002).
  13. ^ Надежно безопасное и практичное распределение квантовых ключей по оптоволокну длиной 307 км, Б. Корж и др., Nature Photonics Letter, 9, 163-168 (2015).
  14. ^ Нарушение неравенства Белла фотонами на расстоянии более 10 км друг от друга, W. Tittel, J. Brendel, H. Zbinden и N. Gisin, Physical Review Letters 81, 3563 (1998).
  15. ^ Быстрее света
  16. ^ Испытания типа Белла на большие расстояния с использованием запутанных фотонов энергия-время, W. Tittel, * J. Brendel, N. Gisin и H. Zbinden, Phys. Rev. A 59, 4150-4163 (1999).
  17. ^ Неравенство Белла и лазейка по местности: активные и пассивные переключатели, Н. Гисин), Х. Збинден, Phys. Lett. А 264, 103-107 (1999).
  18. ^ Экспериментальная проверка нелокальной квантовой корреляции в релятивистских конфигурациях, Х. Збинден, Дж. Брендель, Н. Гисин и В. Титтель, Physical Review A 63, 022111 (2001).
  19. ^ Квантовые корреляции с пространственноподобными разделенными светоделителями в движении: экспериментальная проверка мультиодновременности, А. Стефанов, Х. Збинден, Н. Гисин и А. Суарес, Phys. Rev. Lett. 88, 120404 (2002).
  20. ↑ Тестирование скорости «жутких действий на расстоянии», Д. Саларт, А. Баас, К. Брансьярд, Сирил, Н. Гизин и Х. Збинден, Nature 454, 861-864 (2008).
  21. ^ Квантовая нелокальность, основанная на причинных влияниях конечной скорости, приводит к сверхсветовой передаче сигналов, JD. Bancal, S. Pironio, A. Acín, YC. Лян, В. Скарани и Н. Гисин, Nature Physics 8, 867-870 (2012).
  22. ^ Квантовые корреляции в ньютоновском пространстве и времени: произвольно быстрая связь или нелокальность, Н. Гисин, в квантовой теории: двукратная история успеха, Якир Ааронов Festschrift, стр 185-204, Springer 2014
  23. ^ Дальняя телепортация кубитов на телекоммуникационных длинах волн, I. Marcikic, H. de Riedmatten, W. Tittel, H. Zbinden и N. Gisin, Nature 421, 509-513 (2003).
  24. ↑ Квантовая телепортация по телекоммуникационной сети Swisscom, О. Ландри, Я. ван Хаувелинген, А. Бевератос, Х. Збинден и Н. Гисин, J. Opt. Soc. Являюсь. В 24, 398-403 (2007).
  25. ^ Характеристики лавинных фотодиодов InGaAsInP в качестве счетчиков фотонов в стробируемом режиме, G. Ribordy, JD Gautier, H. Zbinden и N. Gisin, Applied Optics, 37, 2272 (1998).
  26. ^ Многомодовая квантовая память на основе гребенок атомных частот, М. Афзелиус, гл. Саймон, Х. де Ридматтен и Н. Гизин, Physical Review A 79, 052329 (2009).
  27. ^ Твердотельная граница раздела света и материи на однофотонном уровне, Х. де Ридматтен, М. Афзелиус, М. Штаудт, гл. Саймон и Н. Гисин, Nature, 456, 773-777 (2008).
  28. ^ Квантовое накопление фотонной запутанности в кристалле, гл. Clausen, I. Usmani, F. Bussieres, N. Sangouard, M. Afzelius, H. de Riedmatten и N. Gisin, Nature, 469, 508-511 (2011).
  29. ^ a b Объявление квантовой запутанности между двумя кристаллами, I. Usmani, Ch. Клаузен, Ф. Бюссьер, Н. Сангуард, М. Афзелиус и Н. Гизин, Nature Photonics 6, 234-237 (2012).
  30. ^ Квантовая телепортация от фотона телекоммуникационной длины волны к твердотельной квантовой памяти, Ф. Бюссьер, гл. Клаузен и др., Nature Photonics 8, 775-778 (2014).
  31. ^ Размер квантовых суперпозиций, измеренный с помощью «классических» детекторов, Павел Секацкий, Николя Сангуар, Николас Гизен, Physical Review A89, 012116 (2014).
  32. ^ Насколько сложно доказать квантовость макроскопических состояний? Секацкий П., Сангуард Н., Гисин Н. // Phys. Rev. Lett. 113, 090403 (2014).
  33. ^ Смещение запутанности назад и вперед между микро- и макродоменами, Наталья Бруно, Энтони Мартин, Павел Секацки, Николас Сангуард, Роб Тью и Николас Гизен, Nature Physics, 9, 545-548 (2013).
  34. ^ Неравенство Белла выполняется для всех состояний, не являющихся продуктом, Н. Гисин, Phys. Lett. А 154, 201 (1991).
  35. ^ Стохастическая квантовая динамика и теория относительности, Н. Гисин, Helvetica Physica Acta 62, 363-371 (1989).
  36. ^ Соответствующие и нерелевантные нелинейные уравнения Шредингера, Н. Гисин и М. Риго, Phys. А, 28, 7375-7390 (1995).
  37. ^ Квантовое клонирование без передачи сигналов, Н. Гисин, Phys. Lett. А 242, 1 (1998).
  38. ^ Из теоремы Белла о безопасном квантовом распределении ключей, A. Acin, N. Gisin и L. Masanes, Phys. Rev. Lett. 97, 120405 (2006).
  39. ^ Аппаратно-независимая безопасность квантовой криптографии от коллективных атак, A. Acin, N. Brunner, N. Gisin, S. Massar, S. Pironio и V. Scarani, Phys. Rev. Lett. 98, 230501 (2007).
  40. ^ Устройство-независимое квантовое распределение ключей, защищенное от коллективных атак, С. Пиронио, А. Ацин, Н. Бруннер, Н. Гисин, С. Массар и В. Скарани, New Journal of Physics, 11, 1-25 (2009).
  41. ^ Квантовые измерения и случайные процессы, Н. Гисин, Phys. Rev. Lett. 52, 1657 (1984).
  42. ^ Модель диффузии квантового состояния, примененная к открытым системам, N. Gisin и IC Percival, J. Phys. А, 25, 5677-5691 (1992).
  43. ^ Поляризационная модовая дисперсия коротких и длинных одномодовых волокон, N. Gisin, JP Von Der Weid и JP Pellaux, IEEE J. Lightwave Technology, 9, 821-827 (1991).
  44. ^ Поляризационная модовая дисперсия: временная область по сравнению с частотной областью, Н. Гизин и Дж. П. Пелло, Optics Commun., 89, 316-323 (1992).
  45. ^ Оптические телекоммуникационные сети как слабые квантовые измерения с пост-отбором, Н. Бруннер, А. Ацин, Д. Коллинз, Н. Гисин и В. Скарани, Physical Review Letters, 91, 180402 (2003).

Внешние ссылки [ править ]

  • Группа прикладной физики Женевского университета.
  • IDQ , ID-Quantique Cie.
  • Квантовый шанс , нелокальность, телепортация и другие квантовые чудеса, Springer 2014.
  • Хоккейный клуб Серветт