Le prix Herman Weyl 2010 est remis à Giulio Chiribella, postdoctorant à l’IP


Giulio Chiribella a reçu cet honneur, remis tous les deux ans à un scientifique de moins de 35 ans, pour ses travaux sur l’application des modèles de la théorie des groupes au problème de l’estimation quantique des états et des processus.

Giulio Chiribella, chercheur à l’Institut Périmètre, a remporté le prix Hermann Weyl 2010 pour ses travaux sur l’application des modèles de la théorie des groupes au problème de l’estimation quantique des états et des processus. Ce problème touche les fondements de la mécanique quantique et a d’importantes applications en théorie de l’information quantique.

Le prix Weyl est remis à des scientifiques de moins de 35 ans qui ont effectué « des recherches originales d’une grande qualité scientifique dans un domaine visant la compréhension de la physique par l’intermédiaire de symétries » [traduction]. Il est remis tous les deux ans par les organisateurs du Colloque international sur les méthodes de la théorie des groupes en physique.

En apprenant la nouvelle, Neil Turok, directeur de l’Institut Périmètre, a déclaré : « Nous sommes ravis de cette reconnaissance des travaux excellents et innovateurs de M. Chiribella. C’est la première fois que le prix Weyl est accordé pour des recherches dans le domaine de l’information quantique, et cela représente une reconnaissance opportune du potentiel de ce domaine de la physique théorique. Les travaux de Giulio Chiribella sur les symétries apportent au domaine de l’information quantique en général des approches nouvelles et utiles de problèmes fondamentaux. » [traduction]

Les travaux pour lesquels M. Chiribella a obtenu ce prix, effectués alors qu’il était membre du groupe « QUIT » de l’Université de Pavie, en Italie, en collaboration avec d’autres membres de ce groupe, représentent un mélange très fructueux de concepts d’information quantique et de méthodes de la théorie des groupes.

La théorie des groupes est la partie des mathématiques qui étudie les symétries des objets et les propriétés de leurs transformations physiques. Elle s’est révélée utile pour comprendre de nombreux systèmes physiques, depuis les particules élémentaires aux cristaux, en passant par les atomes et les molécules. M. Chiribella a appliqué des méthodes de la théorie des groupes au problème de l’estimation quantique des états et des processus. En particulier, il a étudié comment des systèmes quantiques peuvent être utilisés comme des gyroscopes élémentaires qui indiquent des directions dans l’espace, ou comme des horloges élémentaires qui indiquent des moments dans le temps. Les résultats de ses travaux donnent la stratégie optimale par laquelle un expéditeur peut coder une transformation physique (une rotation dans l’espace pour des gyroscopes ou une translation dans le temps pour des horloges) en un état d’un système quantique, d’une manière telle qu’un destinataire peut décoder la transformation à la limite de la précision permise par la mécanique quantique.

Les travaux de Giulio Chiribella ont également fait la démonstration du rôle clé d’un type particulier d’intrication entre différents degrés de liberté associés à l’action de groupes de symétrie. Une application saisissante de ces nouveaux concepts est le protocole optimal d’alignement, à l’aide de gyroscopes quantiques, des axes cartésiens de deux observateurs éloignés l’un de l’autre. D’une manière générale, le type particulier d’intrication découvert par M. Chiribella et ses collègues permet d’améliorer de manière spectaculaire la précision des mesures quantiques, avec de nombreuses applications en interférométrie, en magnétométrie, dans les systèmes de GPS et dans d’autres problèmes à propos de cadres de référence quantiques.

M. Chiribella recevra son prix au cours du 28e Colloque international sur les méthodes de la théorie des groupes en physique, qui aura lieu en juillet 2010 à l’Université du Northumbria à Newcastle sur le Tyne, au Royaume-Uni.

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