米歇尔·H·德沃雷
| 米歇尔·H·德沃雷 Michel H. Devoret | |
|---|---|
![]() 2017年的德沃雷 | |
| 出生 | 1953年3月5日 法国巴黎 |
| 母校 | 巴黎第十一大学 巴黎高等电信学校 |
| 知名于 | 量子电子学 单电子泵 电路量子电动力学 |
| 奖项 | 约翰·贝尔奖(2013年) 墨子量子奖(2021年) 诺贝尔物理学奖(2025年) |
| 科学生涯 | |
| 研究领域 | 实验固体物理学 凝聚态物理学 量子纠错 |
| 机构 | 加州大學聖塔芭芭拉分校 耶鲁大学 巴黎第十一大学 加州大學柏克萊分校 |
| 博士生 | 文森·布夏 |
米歇尔·亨利·德沃雷(法語:Michel Henri Devoret,1953年3月5日—[1]),法国量子物理学家,加州大学圣巴巴拉分校物理学教授[2],耶鲁大学应用物理学荣休教授[3]。他在宏观量子隧穿效应、单电子泵、电路量子电动力学和量子电子学领域有开创性贡献。
2025年,德沃雷与约翰·克拉克、约翰·M·马丁尼斯因发现电路中的宏观量子力学隧道效应和能量量子化,被授予诺贝尔物理学奖[4]。
经历
[编辑]德沃雷出生于法国巴黎,母亲是幼儿园老师,父亲是遗传学家,但曾在物理实验室从事职业病防治工作,因而米歇尔小时候就可以接触各类物理实验仪器。中学时他领导一个科学社团,曾与同学们自制了一台计算器,还曾造过会喷火焰的火箭。他后来进入了巴黎高等电信学校,每周进行12小时数学、8小时物理、4小时化学的高强度学习,1975年毕业。然而快毕业时,法国的物理学进入衰退期,就业成为难题。他曾改行学习生物化学、人工智能和神经科学,但最终还是做回本行,进入法国原子能中心跟从阿纳托尔·亚伯拉罕攻读博士学位。[5]
在法国原子能中心,德沃雷得以追随阿尔贝·梅西亚和亚伯拉罕得到最新的量子力学训练。博士毕业后,他放弃了得到原子能中心正式职位的机会,赴美国加州大学伯克利分校,在约翰·克拉克的实验室做博士后研究。克拉克经常问他们要“新发现”,于是德沃雷经常把顺利的实验得出的结果拆成几次汇报。德沃雷擅长研究低温稀释制冷,而另一博士后研究员约翰·M·马丁尼斯则长于研究约瑟夫森结。师徒三人搭建了约瑟夫森结,本来系统应该保持“零电压”,他们却观察到了系统异常的跃迁到有电压的状态。也就是说,他们观察到了宏观世界中的量子隧穿。
德沃雷后来在耶鲁大学、谷歌公司也建立了实验室。他还曾在耶鲁开设“电影与物理”课程,讨论《星际穿越》、《致命魔术》中的物理设定,听者甚众。德沃雷经常与年轻人合作,他后来接受访谈时提到,“年纪越大,就越容易觉得自己已经理解一切”,“但科学不是那样的工作,它不吃老本”,[5]
研究
[编辑]德沃雷的研究方向主要集中在实验固体物理和凝聚态物理领域,尤其是电路量子电动力学,以及他和同事开创的量子电子学,该领域研究特定介观电子效应,这种效应显示电流和电压等集体自由地表现出量子力学行为。此外,他的团队研究单庫柏對设备在量子计算和计量学等领域的应用,以及介观系统中的放大、信息和噪声。
他与该领域知名实验家罗伯特·J·舍尔科普夫,以及理论家史蒂文·吉尔文合作,为量子计算领域,以及利用超导电路开发的电路量子电动力学范式带来了宝贵见解,超导电路目前被视为实现量子信息处理器的主要平台之一。此外,在开发出达到量子极限的新型放大器后,他利用超导电路来决定基本反作用的测量法。需要特别提及的是,德沃雷团队量子跃迁是可以阻止和逆转的。他目前正在研究量子纠错和容错量子操作的新现象。此外,他与A. Marblestone合作进行的量子信息研究表明,由于纠缠,某些通信信道中的量子性能呈指数级增强(参见量子伪感应)[6]。
2013年,他因“在超导量子比特和微波光子纠缠,以及其在量子信息处理中的应用方面取得的基础性和开创性实验进展”,荣获约翰·贝尔奖(与舒尔科普夫共同获得)[7]。
荣誉记录
[编辑]- 法国科学院法國電力安培獎(1991年)[來源請求]
- 荷蘭皇家藝術與科學學院笛卡尔-惠更斯奖(1995年)[來源請求]
- 美国文理科学院院士(2003年)[來源請求]
- 歐洲物理學會欧洲物理学-安捷伦奖(2004年)[來源請求]
- 法兰西公学院教授(2007–2012年)[來源請求]
- 法国科学院院士(2007年)[來源請求]
- 约翰·斯图尔特·贝尔奖(与舒尔科普夫共同夺得,2013年)[來源請求]
- 弗里茨伦敦纪念奖(2014年)[來源請求]
- 奥利·V·卢纳斯玛纪念奖(2016年)[來源請求]
- 科姆斯托克物理獎(2024年)[來源請求]
- 诺贝尔物理学奖(2025年)[4]
部分著作
[编辑]- Campagne-Ibarcq*, P.; Eickbusch*, A.; Touzard*, S.; et al. Quantum error correction of a qubit encoded in grid states of an oscillator. Nature (Springer Science and Business Media LLC). 2020-08-19, 584 (7821): 368–372. ISSN 0028-0836. arXiv:1907.12487
. doi:10.1038/s41586-020-2603-3. - Grimm, A.; Frattini, N. E.; Puri, S.; Mundhada, S. O.; Touzard, S.; Mirrahimi, M.; Girvin, S. M.; Shankar, S.; Devoret, M. H. Stabilization and operation of a Kerr-cat qubit. Nature (Springer Science and Business Media LLC). 2020-08-12, 584 (7820): 205–209. ISSN 0028-0836. arXiv:1907.12131
. doi:10.1038/s41586-020-2587-z. - Minev, Z. K.; Mundhada, S. O.; Shankar, S.; Reinhold, P.; Gutiérrez-Jáuregui, R.; Schoelkopf, R. J.; Mirrahimi, M.; Carmichael, H. J.; Devoret, M. H. To catch and reverse a quantum jump mid-flight. Nature (Springer Science and Business Media LLC). 2019, 570 (7760): 200–204. ISSN 0028-0836. arXiv:1803.00545
. doi:10.1038/s41586-019-1287-z. - Leghtas, Z.; Touzard, S.; Pop, I. M.; Kou, A.; Vlastakis, B.; Petrenko, A.; Sliwa, K. M.; Narla, A.; Shankar, S.; Hatridge, M. J.; Reagor, M.; Frunzio, L.; Schoelkopf, R. J.; Mirrahimi, M.; Devoret, M. H. Confining the state of light to a quantum manifold by engineered two-photon loss. Science (American Association for the Advancement of Science (AAAS)). 2015-02-19, 347 (6224): 853–857. ISSN 0036-8075. arXiv:1412.4633
. doi:10.1126/science.aaa2085. - Mirrahimi, Mazyar; Leghtas, Zaki; Albert, Victor V; Touzard, Steven; Schoelkopf, Robert J; Jiang, Liang; Devoret, Michel H. Dynamically protected cat-qubits: a new paradigm for universal quantum computation. New Journal of Physics (IOP Publishing). 2014-04-22, 16 (4). ISSN 1367-2630. arXiv:1312.2017
. doi:10.1088/1367-2630/16/4/045014. 已忽略未知参数|article-number=(帮助) - Devoret, M. H.; Schoelkopf, R. J. Superconducting Circuits for Quantum Information: An Outlook. Science (American Association for the Advancement of Science (AAAS)). 2013-03-07, 339 (6124): 1169–1174. Bibcode:2013Sci...339.1169D. ISSN 0036-8075. PMID 23471399. S2CID 10123022. doi:10.1126/science.1231930.
- Abdo, Baleegh; Sliwa, Katrina; Schackert, Flavius; Bergeal, Nicolas; Hatridge, Michael; et al. Full Coherent Frequency Conversion between Two Propagating Microwave Modes. Physical Review Letters. 2013-04-26, 110 (17). Bibcode:2013PhRvL.110q3902A. ISSN 0031-9007. PMID 23679729. S2CID 37555590. arXiv:1212.2231
. doi:10.1103/physrevlett.110.173902. 已忽略未知参数|article-number=(帮助) - Geerlings, K.; Leghtas, Z.; Pop, I. M.; Shankar, S.; Frunzio, L.; et al. Demonstrating a Driven Reset Protocol for a Superconducting Qubit. Physical Review Letters. 2013-03-20, 110 (12). Bibcode:2013PhRvL.110l0501G. ISSN 0031-9007. PMID 25166782. S2CID 20284444. arXiv:1211.0491
. doi:10.1103/physrevlett.110.120501. 已忽略未知参数|article-number=(帮助) - Hatridge, M.; Shankar, S.; Mirrahimi, M.; Schackert, F.; Geerlings, K.; et al. Quantum Back-Action of an Individual Variable-Strength Measurement. Science (American Association for the Advancement of Science (AAAS)). 2013-01-10, 339 (6116): 178–181. Bibcode:2013Sci...339..178H. ISSN 0036-8075. PMID 23307736. S2CID 206543620. arXiv:1903.11732
. doi:10.1126/science.1226897. - Kamal, Archana; Clarke, John; Devoret, M. H. Noiseless non-reciprocity in a parametric active device. Nature Physics. 2011-01-30, 7 (4): 311–315. Bibcode:2011NatPh...7..311K. ISSN 1745-2473. S2CID 28569949. arXiv:1010.1794
. doi:10.1038/nphys1893. - Bergeal, N.; Schackert, F.; Metcalfe, M.; Vijay, R.; Manucharyan, V. E.; et al. Phase-preserving amplification near the quantum limit with a Josephson ring modulator. Nature (Springer Science and Business Media LLC). 2010, 465 (7294): 64–68. Bibcode:2010Natur.465...64B. ISSN 0028-0836. PMID 20445625. S2CID 4301677. arXiv:0912.3407
. doi:10.1038/nature09035. - Bergeal, N.; Vijay, R.; Manucharyan, V. E.; Siddiqi, I.; Schoelkopf, R. J.; Girvin, S. M.; Devoret, M. H. Analog information processing at the quantum limit with a Josephson ring modulator. Nature Physics (Springer Science and Business Media LLC). 2010-02-14, 6 (4): 296–302. Bibcode:2010NatPh...6..296B. ISSN 1745-2473. S2CID 20148276. arXiv:0805.3452
. doi:10.1038/nphys1516. - Manucharyan, V. E.; Koch, J.; Glazman, L. I.; Devoret, M. H. Fluxonium: Single Cooper-Pair Circuit Free of Charge Offsets. Science. 2009-10-01, 326 (5949): 113–116. Bibcode:2009Sci...326..113M. ISSN 0036-8075. PMID 19797655. S2CID 17645288. arXiv:0906.0831
. doi:10.1126/science.1175552. - Metcalfe, M.; Boaknin, E.; Manucharyan, V.; Vijay, R.; Siddiqi, I.; Rigetti, C.; Frunzio, L.; Schoelkopf, R. J.; Devoret, M. H. Measuring the decoherence of a quantronium qubit with the cavity bifurcation amplifier. Physical Review B (American Physical Society (APS)). 2007-11-21, 76 (17). Bibcode:2007PhRvB..76q4516M. ISSN 1098-0121. S2CID 19088840. arXiv:0706.0765
. doi:10.1103/physrevb.76.174516. 已忽略未知参数|article-number=(帮助) - Roy, Ananda; Devoret, Michel. Introduction to parametric amplification of quantum signals with Josephson circuits. Comptes Rendus Physique (Elsevier BV). 2016, 17 (7): 740–755. Bibcode:2016CRPhy..17..740R. ISSN 1631-0705. S2CID 119187159. arXiv:1605.00539
. doi:10.1016/j.crhy.2016.07.012.
参考资料
[编辑]- ^ Michel Devoret. Collège de France. [2025-10-07]. (原始内容存档于2025-05-14) (法语).
- ^ Michel H. Devoret. UC Santa Barbara. [2025-12-03]. (原始内容存档于2025-10-10) (英语).
- ^ Michel Devoret. Yale Engineering. [7 October 2025]. (原始内容存档于7 October 2025) (英语).
- ^ 4.0 4.1 Nobel Prize in Physics 2025. NobelPrize.org. [2025-10-07]. (原始内容存档于2025-10-10) (美国英语).
- ^ 5.0 5.1 张雪莹. 不合逻辑,正是新想法出现的地方——在别人都放弃的专业里,他唤醒了量子奇迹. 看天下 2025年10月18日 第28期/总第678期. 第18-20页.
- ^ A. Marblestone and M. Devoret, "Exponential Quantum Enhancement for Distributed Addition with Local Nonlinearity", Quantum Information Processing, Vol. 9, No.1 (2010).
- ^ 2013: Devoret and Schoelkopf. [2016-08-07]. (原始内容存档于2014-06-04).
