Nicolas Gisin- Nicolas Gisin

Nicolas Gisina
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Geboren ( 1952-05-29 )29. Mai 1952 (Alter 69)
Genf , Schweiz
Staatsbürgerschaft schweizerisch
Alma Mater Universität Genf
Bekannt für Quanten-Nichtlokalität
Langstrecken-Quantenkommunikation
Quantenkryptographie und Teleportation
Arbeiten zu den Grundlagen der Quantenphysik
Schrödinger-HJW-Theorem
Wissenschaftlicher Werdegang
Felder Physik
Institutionen Universität Genf

Nicolas Gisin (*1952) ist ein Schweizer Physiker und Professor an der Universität Genf , der sich mit Quanteninformation und -kommunikation sowie mit den Grundlagen der Quantenmechanik beschäftigt . Seine Arbeit umfasst sowohl experimentelle als auch theoretische Physik . Er trug erhebliche Arbeit auf dem Gebiet der experimentellen Quantenkryptographie und Fernquantenkommunikation in Standard - Telekom - optische Fasern . Er war Mitbegründer von ID Quantique , einem Spin-off-Unternehmen, das quantenbasierte Technologien anbietet.

Biografie

Nicolas Gisin wurde am 29. Mai 1952 in Genf geboren. Vor seiner Promotion erhielt er einen Abschluss in Mathematik und einen Master in Physik. Abschluss in Physik an der Universität Genf im Jahr 1981 für seine Dissertation in Quanten- und statistischer Physik. Nach mehreren Jahren in der Software- und optischen Kommunikationsbranche trat er 1994 in die Gruppe für Angewandte Physik der Universität Genf ein, wo er seine Aktivitäten in der Optik aufnahm. Seit 2000 ist er Direktor des Instituts für Angewandte Physik und leitet eine Forschungsgruppe für Quanteninformation und -kommunikation. Europe würdigte seine Führungsrolle mit der Vergabe von zwei aufeinanderfolgenden ERC Advanced Grants . 2009 erhielt er den ersten alle zwei Jahre stattfindenden John-Stewart-Bell-Preis . 2011 erhielt er den Preis der Stadt Genf. 2014 würdigte die Schweiz seine Wirkung, indem sie ihm den von der Stiftung Marcel Benoist gestifteten und vom Bund verliehenen Schweizer Wissenschaftspreis verlieh .

Gisin hat ein populäres Buch veröffentlicht, in dem er ohne Mathematik erklärt, aber auch ohne die schwierigen Konzepte zu verbergen, die moderne Quantenphysik und einige ihrer faszinierenden Anwendungen. Sein Buch mit dem Titel Quantum Chance wurde vom Französischen ins Englische, Deutsche, Chinesische, Koreanische und Russische übersetzt.

Sein Haupthobby ist Feldhockey. Er spielte auf höchstem Schweizer Niveau und war von 2000 bis 2015 Präsident des Servette HC , was seinen Verein zum grössten der Schweiz machte. 2010 wurde sein Verein von der European Hockey Federation zum „Club des Jahres“ gekürt. 2014 gewann die erste Mannschaft zum ersten Mal in der hundertjährigen Vereinsgeschichte die Schweizer Meisterschaft.

Forschung

  • Die Ära der Quantenkommunikation über große Entfernungen wurde effektiv durch das Experiment von Nicolas Gisin von 1995 eingeleitet, bei dem ein quantenkryptografisches Signal in einer Entfernung von 23 km über eine kommerzielle optische Faser unter dem Genfersee übertragen wurde. Als nächstes erfand er die sogenannten Plug-&-Play- und Coherent One Way-Konfigurationen zur Quantenschlüsselverteilung mit, mit denen Weltrekorde von 67 km und 307 km nachgewiesen werden konnten.
  • 1997 demonstrierten Nicolas Gisin und seine Gruppe Verstöße gegen die Bell-Ungleichung in einer Entfernung von über 10 km. Dies war das erste Mal, dass außerhalb des Labors eine Quanten-Nichtlokalität nachgewiesen wurde. der Abstand wurde gegenüber allen vorherigen Experimenten um etwa drei Größenordnungen vergrößert. Es folgten weitere Experimente, die die Schlussfolgerung immer weiter bestärkten, indem immer ausgefeiltere alternative Modelle zur Quantentheorie ausgeschlossen wurden.
  • In den frühen 2000er Jahren demonstrierte er als erster Quantenteleportation über große Entfernungen. Im letzteren Experiment war das empfangende Photon bereits Hunderte von Metern entfernt, als die Bell-Zustandsmessung durchgeführt wurde, die den Teleportationsprozess auslöst.
  • Die bisherigen Durchbrüche wären ohne Ein-Photonen-Detektoren, die mit Telekommunikations-Lichtwellenleitern kompatibel sind, nicht möglich gewesen. Als Gisin das Feld betrat, gab es solche Detektoren nicht. Heute sind dank Gisin und seiner Gruppe an der Universität Genf Einzelphotonendetektoren bei Telekommunikationswellenlängen kommerziell erhältlich.
  • Die Arbeit von Nicolas Gisin brachte die Glasfaser-Quantenkommunikation fast an ihre Grenzen. Um weiter zu kommen, braucht man Quantenspeicher und Repeater. Seine Gruppe erfand ein originelles Quantenspeicherprotokoll unter Verwendung von seltenen Erden dotierten Kristallen und demonstrierte damit den ersten Festkörper-Quantenspeicher. Kürzlich verschränkten sie zunächst ein Photon mit einem solchen Kristall, dann zwei solche Kristalle und teleportierten schließlich ein photonisches Qubit über eine Distanz von 25 km in einen Festkörper-Quantenspeicher.
  • Die Schrödinger-Gleichung ist ein grundlegendes Naturgesetz. Dennoch kann man sich vorstellen, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Zukunft neue Entdeckungen zu seiner Modifikation führen können. Die natürlichste solche Modifikation ist die Einführung nichtlinearer Terme. Ein anderes „Gisin-Theorem“ besagt jedoch, dass alle deterministischen nichtlinearen Modifikationen der Schrödinger-Gleichung notwendigerweise Quanten-Nichtlokalität aktivieren, was zu echten Relativitätsverletzungen führt.
  • Eines der wichtigsten Merkmale der Quanteninformation ist das No-Cloning-Theorem. Nicolas Gisin leitete eine Schranke für die Genauigkeit des ungefähren Quantenklonens aus der relativistischen No-Signaling-Beschränkung ab.
  • Nicolas Gisin trug dazu bei, Nichtlokalität mit der Sicherheit der Quantenschlüsselverteilung in Verbindung zu bringen. Dies eröffnete ein völlig neues Forschungsgebiet, das als Device Independent Quantum Information Processing (DI-QIP) bekannt ist.
  • Die 1984 von Nicolas Gisin vorgeschlagenen stochastischen Schrödinger-Gleichungen und seine anschließende Arbeit zusammen mit Ian C. Percival werden heute häufig bei der Untersuchung der Dynamik offener Quantensysteme verwendet.
  • Bevor Nicolas Gisin Quanteningenieur wurde, arbeitete er als klassischer Telekommunikationsingenieur, zuerst in der Industrie, dann an der Universität. Insbesondere erfand er eine Technik zur Messung der Polarisationsmodendispersion (PDM) in Glasfasern. Dies stellte sich als ein äußerst wichtiger Parameter von Telekommunikationsfasern heraus, dessen Bedeutung zunächst unterschätzt wurde. Die Technik wurde als internationaler Standard übernommen und auf die Industrie übertragen (zuerst auf ein Spin-off, neben dem kanadischen Unternehmen EXFO ). Noch heute ist es die am häufigsten verwendete Methode zur Charakterisierung von PMD. Als klassischer und Quanteningenieur wandte er die abstrakten Konzepte der quantenschwache Werte auf das Gebiet der klassischen Telekommunikationsnetze an.

Auszeichnungen

Verweise

Externe Links