El treball de la física quàntica del professor de Mont-real Gilles Brassard guanya el premi de ciència més gran del món


El professor de la Universitat de Mont-real Gilles Brassard va ser guardonat amb el premi científic més gran del món.Amelie Philibert/Universitat de Mont-real

Gilles Brassard, un científic informàtic de la Universitat de Mont-real que va fer contribucions fonamentals al camp de la criptografia quàntica, ha estat guardonat amb el Premi Breakthrough en física fonamental, el premi científic més gran del món.

En un anunci de la Breakthrough Prize Foundation el dijous, el professor Brassard va ser nomenat co-guanyador del premi de 3 milions de dòlars, juntament amb el seu col·laborador de llarga data, Charles Bennett, investigador d’IBM als Estats Units. El professor de la Universitat d’Oxford David Deutsch i Peter Schor de l’Institut Tecnològic de Massachusetts van ser coguanyadors de contribucions separades al camp de la informació quàntica.

Els seus descobriments són el resultat d’una exploració una vegada esotèrica que va començar a principis de la dècada de 1980 i es va transformar en una recerca ambiciosa i potencialment canviant del món per desenvolupar ordinadors quàntics a escala comercial.

El premi és només l’últim per al doctor Brassard, que el 2018 va guanyar el prestigiós premi Wolf de física.

Ell i el doctor Bennett es consideren probables candidats a un futur premi Nobel per la distribució de claus quàntiques: una manera pràctica d’enviar i descodificar la informació de manera segura mitjançant una clau digital lligada a les propietats quàntiques d’un sistema físic. Qualsevol intent d’escoltar la transacció alteraria la naturalesa quàntica de la clau, de manera que ja no es podria utilitzar.

El Prof. Deutsch és conegut per treballar els principis de l’ordinador ciència funcionen quan els bits digitals en què es basa un càlcul estan subjectes a les estranyes regles de la física quàntica. A la dècada de 1990, el Dr. Schor, professor de matemàtiques aplicades, va demostrar que si es pogués fer que un ordinador quàntic funcionés, soscava el xifratge RSA, el mètode convencional pel qual es guarda gran part de la informació digital del món, incloses les transaccions financeres. privat.

El Premi Breakthrough s’atorga anualment als èxits en física, matemàtiques i ciències de la vida. Va ser establert el 2012 per l’empresari rus-israelià Yuri Milner i compta amb el suport de Meta Mark Zuckerberg i el cofundador de Google Sergey Brin, entre altres lluminàries de Silicon Valley.

Robert Myers, director de l’Institut Perimetral de Física Teòrica de Waterloo, Ontario, va qualificar els guanyadors d’enguany com “una elecció meravellosa” per al premi.

“Crec que reconeix alguna cosa que ha anat creixent i creixent”, va dir el doctor Myers. “Aquestes són les persones que van establir les bases de la informació quàntica”.

Per al professor Brassard, el viatge va començar al mar Carib. Era l’any 1979 i acabava d’assumir una plaça a la Universitat de Mont-real després de completar el seu doctorat. En una conferència a Puerto Rico on tenia previst fer una xerrada sobre criptografia, va anar a banyar-se i un desconegut es va acostar amb un inici de conversa poc probable.

“Ell neda cap a mi i comença a dir-me que sap com utilitzar la teoria quàntica per fer bitllets de banc que són impossibles de falsificar”, va dir el professor Brassard. “Així que vaig haver d’escoltar i em vaig adonar que el que deia era interessant, però poc pràctic i inútil”.

El desconegut era el doctor Bennett i la conversa va estimular el professor Brassard a veure com la idea es podia fer útil, encara que encara poc pràctica, mentre continuava nedant. Poc després, els dos estaven intercanviant idees i col·laborant en el que es convertiria en la base d’una ciència de la criptografia quàntica.

Com a informàtic, el professor Brassard no estava profundament connectat a la física fonamental, especialment a les implicacions difícils d’interpretar de la teoria quàntica, que semblava permetre possibilitats al·lucinants com les partícules existents en més d’un lloc alhora fins que es mesuren.

“Mai havia fet un curs de teoria quàntica”, va dir, “però quan Bennett em va explicar aquestes coses, em va seduir totalment el bonic que és”.

Per al professor Deutsch, l’atracció era en sentit invers. Com a físic, estava explorant qüestions relacionades amb la naturalesa de la realitat, inclosa la idea que algunes de les contradiccions de la teoria quàntica es poden explicar si hi ha múltiples universos, cadascun representant un resultat diferent, com ara un camí que pot prendre una partícula. .

Una vegada més, va ser el doctor Bennett qui va donar l’impuls. Després d’una conversa amb l’investigador d’IBM en una festa, el doctor Deutch va decidir mirar com funcionen els ordinadors en un món quàntic. Com ell i altres s’adonarien aviat, significava que els bits d’informació -els i els zeros que sustenten els càlculs informàtics convencionals- serien substituïts per “qubits”, que tenen certa probabilitat de ser un o un zero.

Quan s’aprofiten junts, els qubits poden realitzar de manera efectiva múltiples càlculs, utilitzant el mateix maquinari, alhora que un ordinador convencional pot realitzar una única operació. Això pot accelerar enormement certs tipus de càlculs, inclosos els que avui són fonamentals per al xifratge de dades.

El Dr. Deutsch va dir que estava feliç d’acceptar la idea que un ordinador quàntic aconsegueix el seu poder treballant en diversos universos alhora. Tanmateix, també és possible que una comprensió més profunda de la física quàntica proporcionarà algun dia una millor interpretació.

El problema, va dir, és que aquesta interpretació “serà encara més estranya que la que tenim ara”.

Des que els destinataris van començar el seu treball premiat, els avenços tècnics han traslladat els ordinadors quàntics al regne del possible i s’acosten a ser pràctics.

El Dr. Brassard va dir que el camp està més ocupat que mai, alimentat en part per la consciència que el món de les dades necessita una resposta urgent a l’obsolescència imminent dels sistemes de xifratge actuals.

Quan li van preguntar què pensava fer amb la seva part dels diners del premi, el doctor Brassard, de 67 anys, va dir que encara no hi havia pensat, “però no és jubilar-se”.