АссистентНовый вопросИсторияОбласти знаний
Партнёрские проектыСпецпроектыСтать автором
Сменить язык
О РУВИКИ

Жизан, Николя

Николя Жизан (фр. Nicolas Gisin; 29 мая 1952 года, Женева) — швейцарский физик и профессор Женевского университета , работающий над основами квантовой механики , квантовой информации и коммуникации. Его работы затрагивают вопросы экспериментальной и теоретической физики. Он внес свой вклад в работу в области экспериментальной квантовой криптографии и квантовой связи на большие расстояния по стандартным телекоммуникационным оптическим волокнам . Он также стал соучредителем ID Quantique, компании, предоставляющей квантовые технологии.

Общие сведения
Николя Жизан
Nicolas Gisin
Дата рождения 29 мая 1952(1952-05-29) (74 года)
Место рождения Женева, Швейцария
Страна  Швейцария
Научная сфера физика
Место работы Женевский университет
Учёная степень Доктор наук
Научный руководитель Константин Пирон
Известен как Передал квантовый сигнал на расстояние 307 км. Продемонстрировал квантовую нелокальность за пределами лаборатории.
Награды и премии Грант ERC (2008, 2013), Премия Марселя Бенуа (2014), Медаль Вольта (2015)

Биография

Николя Жизан родился в Женеве 29 мая 1952 года. Он закончил бакалавриат по математике и магистратуру по физике, а затем получил получил степень доктора физики в Женевском университете в 1981 году. Его диссертация была посвящена квантовой и статистической физике. После нескольких лет работы в сфере программного обеспечения и оптической связи Жизан в 1994 году присоединился к Группе прикладной физики Женевского университета, где начал работать в области оптики. С 2000 года он стал руководителем кафедры прикладной физики[1], возглавляя исследовательскую группу в области квантовой информации и квантовой коммуникации.

Европейский исследовательский совет признал его исследовательские достижения, присудив ему два раза грант ERC Advanced Grants[2][3]. В 2009 году он получил первую премию Джона Стюарта Белла, присуждаемую раз в два года[4]. В 2011 году он получил премию от города Женевы[5]. В 2014 году швейцарское правительство признало его вклад, вручив ему научную Премию Марселя Бенуа, спонсируемой Фондом Марселя Бенуа[6].

17 июля 2014 года Жизан опубликовал свою книгу «Квантовый шанс», в которой объясняет современную квантовую физику и ее приложения, не используя математику или сложные концепции. Текст переведен с французского на английский, немецкий, китайский, корейский и русский языки.

Основное хобби Жизана — хоккей на траве. Он играл в высшей лиге и и был президентом «Серветт ХК» (Servette HC) с 2000 по 2015 год, что способствовало тому, что его клуб стал крупнейшим в Швейцарии. В 2010 году «Серветт ХК» был удостоен звания «Клуб года» Европейской федерацией хоккея[7][8]. В 2014 году команда впервые за свою вековую историю выиграла чемпионат Швейцарии.

Исследования

  • В 1995 году[9][10][11] Жизан передал квантовый криптографический сигнал на расстояние 23 км по коммерческому оптоволоконному кабелю под Женевским озером. Позже его группа увеличила этот рекорд до 67 км [12] и 307 км [13] используя конфигурации Plug-&-Play и Coherent One Way для квантового распределения ключей.
  • В 1997 году Николя Жизан и его группа продемонстрировали нарушение неравенства Белла на расстоянии более 10 км[14]. Это был первый случай, когда квантовая нелокальность была продемонстрирована за пределами лаборатории; расстояние увеличилось примерно в три раза по сравнению со всеми предыдущими экспериментами. За этим последовали дальнейшие эксперименты, которые постоянно подтверждали вывод, исключая все более и более сложные модели, альтернативные квантовой теории[15][16][17][18][19].
  • В начале 2000-х он первым продемонстрировал квантовую телепортацию на большие расстояния[20][21]. В последнем эксперименте принимающий фотон находился на расстоянии сотен метров, когда было выполнено измерение состояния Белла, которое запускает процесс телепортации.
  • Предыдущие прорывы были бы невозможны без однофотонных детекторов, совместимых с телекоммуникационными оптическими волокнами. Когда Жизан пришёл в науку, таких детекторов ещё не существовало. Сегодня, благодаря Жизану и его группе из Женевского университета[22], детекторы одиночных фотонов на телекоммуникационных длинах волн коммерчески доступны.
  • Работа Николя Жизана довела квантовую связь по оптоволокну почти до предела. Чтобы идти дальше, нужны квантовая память и ретрансляторы. Его группа изобрела оригинальный протокол квантовой памяти с использованием кристаллов, легированных редкоземельными элементами[23], и использовала его для демонстрации первой твердотельной квантовой памяти[24]. Недавно они запутали сначала фотон с таким кристаллом[25], следующие два таких кристалла[26] и, наконец, телепортировали фотонный кубит в твердотельную квантовую память на расстояние 25 км[27].
  • Уравнение Шрёдингера — это основной закон природы. Однако можно предположить, что в определенный момент в будущем новые открытия могут привести к ее модификации. Наиболее естественной такой модификацией является введение нелинейных членов. Однако другая «теорема Жизана» утверждает, что все детерминированные нелинейные модификации уравнения Шредингера обязательно активируют квантовую нелокальность, что приводит к истинным нарушениям теории относительности[28][29].
  • Одной из наиболее важных характеристик квантовой информации является теорема о запрете клонирования. Николя Жизан вывел оценку точности приближенного квантового клонирования на основе релятивистского ограничения отсутствия передачи сигналов[30].
  • Николя Жизан внес вклад в связь нелокальности с безопасностью квантового распределения ключей[31][32][33] Это открыло совершенно новую область исследований, известную как аппаратно-независимая квантовая обработка информации (DI-QIP).
  • В 1984 году предложенные Николя Жизаном стохастические уравнения Шрёдингера[34] и его последующая работа с Яном К. Персивалем теперь широко используются при изучении динамики открытых квантовых систем[35].
  • Жизан изобрел метод измерения поляризационной модовой дисперсии (PMD) в оптических волокнах[36][37]. Это оказался чрезвычайно важный параметр телекоммуникационных волокон, важность которого изначально недооценивалась. Методика была принята в качестве международного стандарта и передана в промышленность (сначала дочерней компании, рядом с канадской компанией EXFO). До сих пор это наиболее используемый метод для характеристики ПМД. Будучи одновременно классическим и квантовым инженером, он применил абстрактные концепции квантовых слабых значений к области классических телекоммуникационных сетей[38].

Награды

  • Премия Дины Сурдин, присужденная Фондом Луи де Бройля, Париж, за докторскую диссертацию (1982).
  • Премия за производительность продукта, присуждаемая журналом Magazine PC Publishing за работу в компании-разработчике программного обеспечения CPI (1988).
  • Выбран MIT Technology Review как представитель одной из 10 технологий, которые должны «изменить мир» (10 technologies that should “change the world”!) (2003).
  • Премия Декарта (Descartes Prize) за европейский проект IST-QuCom за «выдающиеся достижения в совместных исследованиях», присужденная Европейской комиссией.
  • Почетный доктор, Федеральная политехническая школа Лозанны (École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)), Лозанна (2004).
  • Научный приз города Женевы (Prix Science de la Ville de Genève). (2007).
  • Член Европейского оптического общества за «вклад в создание квантовой механики и ее применение» (2008).
  • Расширенный грант ERC (ERC Advanced Grant) по «Квантовым корреляциям» (2008).
  • John Stewart Bell Prize for Research on Fundamental Issues in Quantum Mechanics and their Applications (2009).
  • ERC Advanced Grant on “Macroscopic Entanglement in Crystals” (2013).
  • Назван высоко цитируемым исследователем Thomson-Reuters (Thomson-Reuters Highly Cited Researcher)(2014).
  • Премия Марселя Бенуа (Swiss Science Prize 2014) присуждаемая фондом Марселя Бенуа (foundation Marcel Benoist). Это высшая швейцарская премия в области всех наук, вручаемая один раз в год одному человеку (2014).
  • Премия в области квантовых коммуникаций (Quantum Communication), измерений и вычислений, QCMC’14 (2014).
  • Медаль Вольта (Volta Medal) Университета Павии, Италия (University of Pavia, Italy) (2015).

Примечания

  1. ↑ Leader of the Group of Applied Physics
  2. ↑ ERC Quantum Correlations (недоступная ссылка)
  3. ↑ ERC Macroscopic Entanglement in Crystals (недоступная ссылка)
  4. ↑ First John Stewart Bell Prize ceremony. Дата обращения: 28 сентября 2015. Архивировано 22 июня 2017 года.
  5. ↑ Prix de la Ville de Genève. Дата обращения: 28 сентября 2015. Архивировано 4 марта 2016 года.
  6. ↑ Video of the Marcel Benoist Prize Ceremony
  7. ↑ EuroHockey Club Of The Year
  8. ↑ Photos of the EuroHockey Club Of the Year
  9. ↑ Muller, A.; Bréguet, J.; Gisin, N. (1993). “Experimental demonstration of quantum cryptography using polarized photons in optical-fiber over more than 1 km”. Europhys. Lett. 23 (6): 383. DOI:10.1209/0295-5075/23/6/001. S2CID 121806881.
  10. ↑ Muller, A.; Zbinden, H.; Gisin, N. (1995). “Underwater quantum coding” (PDF). Nature. 378 (6556): 449. DOI:10.1038/378449a0. S2CID 4237561.
  11. ↑ Muller, A.; Zbinden, H.; Gisin, N. (1996). “Quantum cryptography over 23 km in installed under-lake telecom fibre”. Europhys. Lett. 33 (5): 335. DOI:10.1209/epl/i1996-00343-4. S2CID 250916473.
  12. ↑ Stucki, D.; Gisin, N.; Guinnard, O.; Ribordy, G.; Zbinden, H. (2002). “Quantum Key Distribution over 67 km with a plug&play system”. New Journal of Physics. 4: 41. arXiv:quant-ph/0203118. DOI:10.1088/1367-2630/4/1/341. S2CID 16704961.
  13. ↑ Korzh, B.; et al. (2015). “Provably secure and practical quantum key distribution over 307 km of optical fibre”. Nature Photonics Letter. 9: 163—168. arXiv:1407.7427. DOI:10.1038/nphoton.2014.327. S2CID 59028718.
  14. ↑ Tittel, W.; Brendel, J.; Zbinden, H.; Gisin, N. (1998). “Violation of Bell inequalities by photons more than 10 km apart”. Physical Review Letters. 81 (17): 3563—3566. arXiv:quant-ph/9806043. DOI:10.1103/PhysRevLett.81.3563. S2CID 55712217.
  15. ↑ Tittel, W.; Brendel, J.; Gisin, N.; Zbinden, H. (1999). “Long-distance Bell-type tests using energy-time entangled photons”. Phys. Rev. A. 59 (6): 4150—4163. arXiv:quant-ph/9809025. DOI:10.1103/PhysRevA.59.4150. S2CID 119095575.
  16. ↑ Gisin, N.; Zbinden, H. (1999). “Bell inequality and the locality loophole: Active versus passive switches”. Phys. Lett. A. 264 (2—3): 103—107. arXiv:quant-ph/9906049. DOI:10.1016/S0375-9601(99)00807-5. S2CID 15383228.
  17. ↑ Zbinden, H.; Brendel, J.; Gisin, N.; Tittel, W. (2001). “Experimental test of nonlocal quantum correlation in relativistic configurations” (PDF). Physical Review A. 63 (2): 022111. arXiv:quant-ph/0007009. DOI:10.1103/PhysRevA.63.022111. S2CID 44611890.
  18. ↑ Stefanov, A.; Zbinden, H.; Gisin, N.; Suarez, A. (2002). “Quantum correlations with spacelike separated beam splitters in motion: Experimental test of multisimultaneity”. Phys. Rev. Lett. 88 (12): 120404. arXiv:quant-ph/0110117. DOI:10.1103/PhysRevLett.88.120404. PMID 11909434. S2CID 119522191.
  19. ↑ Salart, D.; Baas, A.; Branciard, C.; Gisin, N; Zbinden, H. (2008). “Testing the speed of 'spooky action at a distance'”. Nature. 454 (7206): 861—864. arXiv:0808.3316. DOI:10.1038/nature07121. PMID 18704081. S2CID 4401216.
  20. ↑ Marcikic, I.; de Riedmatten, H.; Tittel, W.; Zbinden, H.; Gisin, N. (2003). “Long-distance teleportation of qubits at telecommunication wavelengths”. Nature. 421 (6922): 509—513. arXiv:quant-ph/0301178. DOI:10.1038/nature01376. ISSN 1476-4687. PMID 12556886. S2CID 118877331. Дата обращения 2023-07-26.
  21. ↑ Landry, Olivier; Houwelingen, J. A. W. van; Beveratos, Alexios; Zbinden, Hugo; Gisin, Nicolas (2007-02-01). “Quantum teleportation over the Swisscom telecommunication network”. JOSA B. 24 (2): 398—403. arXiv:quant-ph/0605010. DOI:10.1364/JOSAB.24.000398. ISSN 1520-8540. S2CID 1377852. Дата обращения 2023-07-26.
  22. ↑ Ribordy, Grégoire; Gautier, Jean-Daniel; Zbinden, Hugo; Gisin, Nicolas (1998-04-20). “Performance of InGaAs/InP avalanche photodiodes as gated-mode photon counters”. Applied Optics. 37 (12): 2272—2277. arXiv:quant-ph/0605042. DOI:10.1364/AO.37.002272. ISSN 2155-3165. PMID 18273153.
  23. ↑ Afzelius, Mikael; Simon, Christoph; de Riedmatten, Hugues; Gisin, Nicolas (2009-05-21). “Multimode quantum memory based on atomic frequency combs”. Physical Review A. 79 (5): 052329. arXiv:0805.4164. DOI:10.1103/PhysRevA.79.052329. S2CID 55205943.
  24. ↑ A solid-state light-matter interface at the single-photon level, H. de Riedmatten, M. Afzelius, M. Staudt, Ch. Simon and N. Gisin, Nature, 456, 773-777 (2008).
  25. ↑ Quantum storage of photonic entanglement in a crystal, Ch. Clausen, I. Usmani, F. Bussieres, N. Sangouard, M. Afzelius, H. de Riedmatten and N. Gisin, Nature, 469, 508-511 (2011).
  26. ↑ Heralded quantum entanglement between two crystals, I. Usmani, Ch. Clausen, F. Bussieres, N. Sangouard, M. Afzelius and N. Gisin, Nature Photonics 6, 234-237 (2012).
  27. ↑ Quantum teleportation from a telecom-wavelength photon to a solid-state quantum memory, F. Bussières, Ch. Clausen et al., Nature Photonics 8, 775-778 (2014).
  28. ↑ Stochastic quantum dynamics and relativity, N. Gisin, Helvetica Physica Acta 62, 363-371 (1989).
  29. ↑ Relevant and irrelevant nonlinear Schrodinger equations, N. Gisin and M. Rigo, Phys. A, 28, 7375- 7390 (1995).
  30. ↑ Quantum cloning without signalling, N. Gisin, Phys. Lett. A 242, 1 (1998).
  31. ↑ From Bell's theorem to secure quantum key distribution, A. Acin, N. Gisin and L. Masanes, Phys. Rev. Lett. 97, 120405 (2006).
  32. ↑ Device-independent security of quantum cryptography against collective attacks, A. Acin, N. Brunner, N. Gisin, S. Massar, S. Pironio and V. Scarani, Phys. Rev. Lett. 98, 230501 (2007).
  33. ↑ Device-independent quantum key distribution secure against collective attacks, S. Pironio, A. Acin, N. Brunner, N. Gisin, S. Massar and V. Scarani, New Journal of Physics, 11, 1-25 (2009).
  34. ↑ Quantum measurements and stochastic processes, N. Gisin, Phys. Rev. Lett. 52, 1657 (1984).
  35. ↑ The Quantum State Diffusion model applied to open systems, N. Gisin and I.C. Percival, J. Phys. A, 25, 5677-5691 (1992).
  36. ↑ Polarization mode dispersion of short and long single mode fibers, N. Gisin, J.P. Von Der Weid and J.P. Pellaux, IEEE J. Lightwave Technology, 9, 821-827 (1991).
  37. ↑ Polarization mode dispersion: Time domain versus Frequency domain, N. Gisin and J.P. Pellaux, Optics Commun., 89, 316-323 (1992).
  38. ↑ Optical Telecom Networks as Weak Quantum Measurements with Post-selection, N. Brunner, A. Acin, D.Collins, N. Gisin et V. Scarani, Physical Review Letters, 91, 180402 (2003).

Ссылки

Категории