Christopher Fuchs remporte le Prix international de communication quantique


Christopher Fuchs, chercheur à l’IP, a été honoré « pour ses contributions remarquables à la théorie de la communication quantique, y compris la perturbation des états quantiques ». [traduction]

 

Christopher Fuchs, chercheur à l’IP, a reçu le Prix international de communication quantique à la 10e conférence internationale sur la communication, la mesure et le calcul quantiques (QCMC) pour ses « contributions remarquables à la théorie de la communication quantique, y compris la perturbation des états quantiques ». [traduction] Ce prix lui a été remis lors d’une cérémonie qui a eu lieu le 21 juillet à Brisbane, en Australie.

Le Prix international de communication quantique est remis tous les deux ans au cours de la conférence QCMC. Cette année, M. Fuchs a été honoré en même temps que Masanao Ozawa, de l’Université de Nagoya, Alexander Lvovsky, de l’Université de Calgary, et Gerard Milburn, de l’Université du Queensland et président du comité consultatif scientifique de l’Institut Périmètre. Les lauréats des années précédentes comprennent beaucoup de pionniers du domaine de l’information quantique, comme Charles Bennett (1996), Peter Shor (1998), David Deutsch (2002), Ignacio Cirac (2006) et Anton Zeilinger (2008).

En apprenant la nouvelle, Neil Turok, directeur de l’Institut Périmètre, a déclaré : « Nous sommes enchantés de cette reconnaissance opportune des travaux de M. Fuchs. Ses recherches fondamentales sur la structure de la mécanique quantique ont fourni des points de vue réellement nouveaux sur l’information et la cryptographie quantiques, montrant encore une fois les liens fructueux entre ces sujets. Bien entendu, nous sommes également heureux que Gerard Milburn, président de notre comité consultatif scientifique, ait reçu la même distinction. » [traduction]

Christopher Fuchs a pour sa part déclaré : « Je suis très honoré d’avoir été jugé digne de figurer en compagnie de scientifiques dont les travaux ont façonné le domaine de l’information quantique. Depuis des années, j’essaie de comprendre les fondements de la mécanique quantique, qui semble regorger d’aspects étranges et contraires à l’intuition. J’ai été frappé il y a longtemps par le fait qu’un grand nombre de ces mystères peuvent être résolus, ou à tout le moins mieux compris, si on les reformule dans les termes de la théorie de l’information. C’est pourquoi j’ai fait un doctorat sur le sujet, même si le « domaine de l’information quantique » n’existait pas encore à l’époque. C’est très gratifiant de constater que ces idées fondamentales ont trouvé des applications dans des systèmes concrets de communication et de génie quantiques. » [traduction]

M. Fuchs a publié 2 livres et plus de 60 articles scientifiques qui ont fait l’objet de plus de 4200 citations à ce jour (selon Google Scholar). Certaines des contributions essentielles de M. Fuchs qui lui ont valu ce prix comprennent le théorème de la non-diffusion quantique [5], qui a formalisé des différences clés entre l’information classique et l’information quantique, et qui a eu d’importantes conséquences pour la cryptographie quantique. La cryptographie quantique vise à exploiter les lois de la mécanique quantique dans le but de fournir une sécurité inconditionnelle des données et des communications, du fait que toute intrusion perturbe inévitablement l’information quantique et qu’elle est donc détectée.

M. Fuchs a démontré que des états quantiques peuvent parfois être porteurs de plus d’information classique que les états classiques eux-mêmes [3]. Il a aussi trouvé le compromis minimal entre le gain d’information et la perturbation d’états quantiques en théorie des canaux quantiques [1, 4]. À l’aide de ces idées, il a défini les critères de succès d’une téléportation quantique, dans un article [2] qualifié par la revue Science de l’une des « 10 percées majeures de l’année ». La téléportation quantique est un protocole par lequel une information quantique contenue dans une superposition quantique peut, en principe, être transmise avec exactitude d’un endroit à un autre. Des recherches intensives sont maintenant en cours pour exploiter la téléportation quantique afin de réaliser une communication quantique et ultimement construire des ordinateurs quantiques.

Entre autres distinctions, Christopher Fuchs a été boursier postdoctoral Lee-DuBridge à l’Institut de technologie de la Californie et lauréat du prix Albert-A.-Michelson. Il est président élu du groupe d’intérêt de la Société américaine de physique sur l’information quantique, qui compte quelque 1000 membres. M. Fuchs a en outre été récemment choisi conférencier Clifford 2011 à l’Université Tulane de la Nouvelle-Orléans. Son deuxième ouvrage, intitulé Coming of Age with Quantum Information: Notes on a Paulian Idea, sera publié par les Presses de l’Université de Cambridge à l’automne 2010.

Références

[1] C.A. FUCHS. « Information Gain vs. State Disturbance in Quantum Theory », Fortschritte der Physik, vol. 46 (1998), no 4-5, p. 535-565. http://arxiv.org/abs/quant-ph/9611010

[2] A. FURUSAWA, J.L. SØRENSEN, S.L. BRAUNSTEIN, C.A. FUCHS, H.J. KIMBLE et E.S. POLZIK. « Unconditional Quantum Teleportation », Science, vol. 282 (1998), no 5389, p. 706-709.

[3] C.A. FUCHS. « Nonorthogonal Quantum States Maximize Classical Information Capacity », Physical Review Letters, vol. 79 (1997), no 6, p. 1162-1165. http://arxiv.org/abs/quant-ph/9703043

[4] C.A. FUCHS et A. PERES. « Quantum State Disturbance vs. Information Gain: Uncertainty Relations for Quantum Information », Physical Review A, vol. 53 (1996), no 4, p. 2038-2045. http://arxiv.org/abs/quant-ph/9512023

[5] H. BARNUM, C. M. CAVES, C.A. FUCHS, R. JOZSA et B. SCHUMACHER. « Noncommuting Mixed States Cannot Be Broadcast », Physical Review Letters, vol. 76 (1996), no 15, p. 2818-2821. http://arxiv.org/abs/quant-ph/9511010

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