Прескилл, Джон

Прескилл родился в Хайленд-Парк, штат Иллинойс. После получения степени бакалавра искусств (A.B.) по физике в Принстонском университете в 1975 году (диплом с отличием, summa cum laude)^[6], он получил степень доктора философии по той же теме в Гарвардском университете в 1980 году^[6]. Его научным руководителем в Гарвардском университете был Стивен Вайнберг^[6]. Будучи ещё аспирантом, Прескилл опубликовал научную работу о космологическом производстве сверхтяжёлых магнитных монополей в теориях великого объединения. Эта работа указала на серьёзную проблему космологических моделей, существовавшую на момент написания.

После трёх лет в качестве младшего научного сотрудника Гарвардского общества стипендиатов, Прескилл стал адъюнкт-профессором теоретической физики в Калифорнийском технологическом институте в 1983 году, а в 1990 году получил должность полного профессора^[7]. В 2010 году ему было присвоено звание профессора теоретической физики имени Ричарда Фейнмана^[8].

В 2000 году Прескилл стал директором-основателем Института квантовой информации (IQI) в Калтехе. В 2011 году институт был расширен и переименован в Институт квантовой информации и материи (IQIM) после получения статуса Передового центра физики от Национального научного фонда^[9]. С 2020 года, продолжая работу в Калтехе, Прескилл также является научным сотрудником (Amazon Scholar) в Amazon Web Services (AWS), где участвует в исследованиях Центра квантовых вычислений AWS^[10][11].

В последние годы большая часть его работы была посвящена математическим вопросам, связанным с квантовыми вычислениями и квантовой теорией информации. В 1997 году Джон Прескилл заключил пари со Стивеном Хокингом и Кипом Торном на полное издание Британской энциклопедии, по вопросу сохранения информации о материи, ранее захваченной чёрной дырой и впоследствии излучённой ею. В 2004 году Джон Прескилл выиграл пари, после признания поражения Хокингом на Международной конференции по общей теории относительности и космологии в Дублине.

Научные интересы Джона Прескилла охватывают физику элементарных частиц, космологию, квантовую гравитацию и квантовую информацию. В середине 1990-х годов, под влиянием работы Питера Шора о квантовом алгоритме факторизации, его основной исследовательский фокус сместился в сторону теории квантовых вычислений^[12].

Прескилл внёс значительный вклад в разработку методов коррекции квантовых ошибок, которые являются ключевой технологией для создания отказоустойчивых квантовых компьютеров. В конце 1990-х годов он совместно со своим учеником Даниэлем Готтесманом разработал базовые концепции в этой области^[12]. Позднее он продолжил исследования, опубликовав работы о пороге точности для квантовых вычислений и отказоустойчивости в условиях различных типов шума, например, в совместной работе с Алексеем Китаевым и Дорит Ааронов^[13].

В 2012 году в своей статье «Квантовые вычисления и рубеж запутанности» (англ. Quantum computing and the entanglement frontier) Прескилл ввёл термин «квантовое превосходство» (англ. quantum supremacy)^[14][15]. Эта концепция обозначает гипотетический момент, когда квантовый компьютер сможет решить задачу, невыполнимую для любого классического компьютера за разумное время, и стала важным ориентиром для всей отрасли. Позднее он также ввёл термин «зашумлённые квантовые компьютеры промежуточного масштаба» (англ. Noisy Intermediate-Scale Quantum, NISQ) для описания современного поколения квантовых устройств.

Значительная часть работ Прескилла посвящена связи между квантовой информацией и квантовой гравитацией. В 2007 году совместно с Патриком Хайденом он опубликовал статью «Чёрные дыры как зеркала» (англ. Black holes as mirrors), в которой был предложен мысленный эксперимент, показывающий, что информация, попавшая в «старую» чёрную дыру, может вернуться с излучением Хокинга очень быстро^[16]. В 2008 году в соавторстве с Ясухиро Секино и Леонардом Сасскиндом он выдвинул гипотезу о «быстрых скремблерах» (англ. Fast Scramblers), согласно которой чёрные дыры являются самыми быстрыми системами по перемешиванию квантовой информации в природе^[17]. В 2015 году он стал соавтором работы о голографических кодах с квантовой коррекцией ошибок, предлагающих игрушечную модель для соответствия AdS/CFT^[13].

Прескилл известен участием в двух знаменитых научных пари со Стивеном Хокингом.

Первое пари было заключено 24 сентября 1991 года, в котором Прескилл и Кип Торн выступили против Хокинга. Прескилл и Торн утверждали, что принцип космической цензуры может нарушаться, допуская существование «голых сингулярностей» (сингулярностей, не скрытых горизонтом событий)^[18]. 5 февраля 1997 года Хокинг признал своё поражение, заявив, что проиграл «по техническим причинам»^[18].

Второе, более известное пари, было заключено 6 февраля 1997 года и касалось информационного парадокса чёрных дыр^[18]. В этом споре Прескилл выступил против Хокинга и Торна. Хокинг и Торн полагали, что информация, попадающая в чёрную дыру, уничтожается безвозвратно^[19]. Прескилл же утверждал, что законы квантовой механики требуют сохранения информации, и она должна каким-то образом восстанавливаться из излучения Хокинга^[19]. В 2004 году Хокинг публично признал своё поражение, согласившись, что информация не теряется, а может покидать чёрную дыру в изменённом виде^[20][21].

• Премия Джона Стюарта Белла (2024) — за исследования фундаментальных проблем квантовой механики, их приложений и за интеллектуальное лидерство в области квантовых вычислений^[22][23].
• Награда «Пионер академической науки в области квантовых технологий» (2025) от Всемирного квантового конгресса (Quantum World Congress)^[24][25].
• Член Национальной академии наук США (2014).
• Член (Fellow) Американского физического общества (1991).
• Президентская премия для молодых исследователей от Национального научного фонда (1984—1989).
• Стипендия Слоуна (1982—1986).
• Профессор имени Джона Д. МакАртура (2002—2009).
• Награда за преподавание от Ассоциации студентов Калтеха (1991, 2002).

Почётные лекторства

• Лектор имени Джозайи Уилларда Гиббса, Американское математическое общество (2017).
• Лектор имени Арнольда Зоммерфельда, Мюнхенский университет (2016).
• Лектор имени Г. Л. Уэлша, Университет Торонто (2009).
• Лектор имени Лоренца, Лейденский университет^[26].
• Лектор имени Рауза Болла, Кембриджский университет^[26].
• Лектор имени Леба, Гарвардский университет^[26].

Джон Прескилл был научным руководителем для более чем 50 аспирантов, многие из которых впоследствии стали лидерами в своих областях исследований^[27]. Среди его наиболее известных учеников:

• Питер Галисон — историк и философ науки, профессор Гарвардского университета^[28]. Является лауреатом стипендии Мак-Артура (1997) и одним из сооснователей «Инициативы чёрных дыр» в Гарварде. В составе коллаборации Event Horizon Telescope разделил премию Breakthrough Prize в области фундаментальной физики 2020 года за получение первого изображения чёрной дыры^[29].
• Сандип Триведи (англ. Sandip Trivedi) — индийский физик-теоретик, бывший директор Института фундаментальных исследований Тата (TIFR) в Мумбаи^[30]. Известен своим вкладом в теорию струн, в частности как один из авторов механизма KKLT. Лауреат премии Шанти Сварупа Бхатнагара (2005) и премии Infosys (2010)^[31].
• Даниэль Готтесман — профессор Университета Мэриленда, один из ведущих специалистов в области квантовых вычислений^[27]. Наиболее известен разработкой формализма стабилизаторных кодов для квантовой коррекции ошибок, теоремой Готтесмана — Найлла и кодом GKP (Готтесман-Китаев-Прескилл)^[32]. В 2003 году MIT Technology Review включил его в список 100 лучших молодых инноваторов мира^[33].
• Антон Капустин — американский физик-теоретик российского происхождения, профессор теоретической физики в Калифорнийском технологическом институте^[34]. Его исследования лежат в области квантовой теории поля и теории струн. Совместно с Эдвардом Виттеном обнаружил глубокие связи между S-дуальностью в суперсимметричных калибровочных теориях и геометрической программой Ленглендса^[35]. Защитил диссертацию под руководством Прескилла в 1997 году^[36].
• Николь Юнгер Гальперн (англ. Nicole Yunger Halpern) — теоретический физик, работающая в Национальном институте стандартов и технологий (NIST) и адъюнкт-профессор в Университете Мэриленда^[37]. Известна своими работами в области квантовой термодинамики, которую она популяризирует под названием «квантовый стимпанк»^[37]. Является лауреатом множества наград для молодых учёных, включая премию Ильи Пригожина^[37]. Получила PhD в Калтехе под руководством Прескилла в 2018 году^[38].

• Прескилл Дж. Квантовая информация и квантовые вычисления. Том 1-2. — Ижевск: РХД, 2008-2011. — 464+312 с^[39].
• англ. Preskill, John. Lecture Notes for Physics 229: Quantum Information and Computation. — CreateSpace Independent Publishing Platform, 2015. — ISBN 978-1515058383^[40].