Frank Verstraete

Físico cuántico belga (nacido en 1972)

Frank Verstraete (nacido en noviembre de 1972 ^[1] ) es un físico cuántico belga que trabaja en la interfaz entre la teoría de la información cuántica y la física cuántica de muchos cuerpos . Fue pionero en el uso de redes tensoriales y la teoría del entrelazamiento en sistemas cuánticos de muchos cuerpos. Ocupa la Cátedra Leigh Trapnell de Física Cuántica en la Facultad de Matemáticas de la Universidad de Cambridge y es profesor en la Facultad de Física de la Universidad de Ghent .

Carrera

Verstraete obtuvo un título de ingeniería eléctrica en Lovaina y una maestría en Física de la Universidad de Gante, y obtuvo su doctorado sobre el tema del entrelazamiento cuántico en 2002 bajo la supervisión de Bart De Moor y Henri Verschelde en la KU Leuven . ^[2] Fue pionero en el uso del entrelazamiento cuántico como un tema unificador para describir sistemas cuánticos de muchos cuerpos que interactúan fuertemente, que se encuentran entre los sistemas más desafiantes para analizar teórica o numéricamente, pero también muy prometedores para futuras tecnologías cuánticas como las computadoras cuánticas. Tras trabajar como posdoctorado en el Instituto Max Planck de Óptica Cuántica en el grupo de Ignacio Cirac (2002-2004) y en el Instituto Tecnológico de California (2004-2006), en 2006 se convirtió en profesor titular y catedrático de nanofísica cuántica teórica en la Universidad de Viena . En 2012 regresó a la Universidad de Gante con una beca Odysseus de la FWO , donde desde entonces ha creado un gran grupo de investigación sobre aplicaciones del entrelazamiento en sistemas cuánticos de muchos cuerpos. Desde el otoño de 2022, ocupa la cátedra de Física Cuántica en el Departamento de Matemáticas Aplicadas y Física Teórica de la Universidad de Cambridge .

Trabajo científico

Entre sus contribuciones notables se encuentra el descubrimiento de que hay nueve formas diferentes (representadas por clases de equivalencia bajo operaciones LOCC estocásticas (SLOCC)) en las que se pueden entrelazar cuatro qubits , ^[3] la demostración teórica de que una computadora cuántica universal se puede realizar completamente por disipación , ^[4] y el desarrollo de una generalización cuántica del algoritmo clásico de Metropolis para encontrar estados fundamentales de hamiltonianos de muchos cuerpos. ^[5] Desempeñó un papel principal en el desarrollo de métodos variacionales modernos de física cuántica de muchos cuerpos basados ​​en estados de producto matricial (MPS), estados de red tensorial y estados de pares entrelazados proyectados (PEPS) y su aplicación a problemas en física de materia condensada, física de muchos cuerpos y teoría cuántica de campos. Entre otros, estuvo entre los autores que introdujeron los PEPS fermiónicos , los MPS continuos y los operadores de producto matricial , y es coautor de una revisión muy citada sobre el tema. ^[6]

Premios

Verstraete ha recibido numerosos premios, entre ellos el Premio Lieben en 2009 ^[7] y el Premio Francqui en 2018 ^[8] y también es catedrático visitante distinguido de investigación en el Perimeter Institute for Theoretical Física en Waterloo, Ontario . ^[9]

Publicaciones seleccionadas

• Un estudio del entrelazamiento en la teoría de la información cuántica, Ph.D. Tesis, Katholieke Universiteit Leuven, 2002.
• Verstraete, Frank; Dehaene, J.; de Moor, B.; Verschelde, H. (2002). "Cuatro qubits pueden entrelazarse de nueve maneras diferentes". Phys. Rev. A . 65 (5): 052112. arXiv : quant-ph/0109033 . Bibcode :2002PhRvA..65e2112V. doi :10.1103/PhysRevA.65.052112. S2CID  38168590.
• Verstraete, F.; Garcia-Ripoll, JJ; Cirac, JI (2004). "Operadores de densidad de producto matricial: simulación de sistemas disipativos y de temperatura finita". Phys. Rev. Lett . 93 (20): 207204. arXiv : cond-mat/0406426 . Bibcode :2004PhRvL..93t7204V. doi :10.1103/PhysRevLett.93.207204. PMID  15600964. S2CID  36218923.
• Verstraete, F.; Wolf &, MM; Cirac, J. Ignacio (2009). "Computación cuántica e ingeniería de estados cuánticos impulsada por la disipación". Nature Physics . 5 (9): 633–636. arXiv : 0803.1447 . Bibcode :2009NatPh...5..633V. doi :10.1038/nphys1342.
• Kraus, CV; Schuch, N.; Verstraete, F.; Cirac, JI (2010). "Estados de pares entrelazados proyectados fermiónicos". Phys. Rev. A . 81 (5): 052338. arXiv : 0904.4667 . Código Bibliográfico :2010PhRvA..81e2338K. doi :10.1103/PhysRevA.81.052338. S2CID  56378408.
• Verstraete, F.; Cirac, JI; Murg, V. (2008). "Estados de producto de matriz, estados de pares entrelazados proyectados y métodos de grupos de renormalización variacional para sistemas de espín cuántico". Adv. Phys . 57 (2): 143–224. arXiv : 0907.2796 . Bibcode :2008AdPhy..57..143V. doi :10.1080/14789940801912366. S2CID  17208624.
• Verstraete, F.; Cirac, JI (2010). "Continuous Matrix Product States for Quantum Fields" (PDF) . Phys. Rev. Lett . 104 (19): 190405. arXiv : 1002.1824 . Bibcode :2010PhRvL.104s0405V. doi :10.1103/PhysRevLett.104.190405. PMID  20866951. S2CID  26530437.
• Haegeman, J; Lubich, C; Oseledets, I; Vandereycken, B; Verstraete, F (2016). "Unificación de la evolución temporal y la optimización con estados de productos matriciales" (PDF) . Phys. Rev. B . 94 (16): 165116. Bibcode :2016PhRvB..94p5116H. doi :10.1103/PhysRevB.94.165116. hdl : 1854/LU-8152454 . S2CID  53321291.
• Zauner-Stauber, V; Vanderstraeten, L; Fishman, MT; Verstraete, F; Haegeman, J (2018). "Algoritmos de optimización variacional para estados uniformes de productos matriciales". Phys. Rev. B . 97 (4): 045145. arXiv : 1701.07035 . Código Bibliográfico :2018PhRvB..97d5145Z. doi :10.1103/PhysRevB.97.045145. S2CID  39603878.
• Şahinoğlu, MB; Williamson, D; Bultinck, N; Marien, M; Haegeman, J; Schuch, N; Verstraete, F (2021). "Caracterización del orden topológico con operadores de productos matriciales". Anales Henri Poincaré . 22 (2): 563–592. Código Bib : 2021AnHP...22..563S. doi :10.1007/s00023-020-00992-4. hdl : 1854/LU-8707312 . S2CID  117976990.

Referencias

1. "Premio Hermann Kümmel a los logros tempranos en física de muchos cuerpos" (pdf) . Conferencia internacional sobre avances recientes en teorías de muchos cuerpos . 2007. Consultado el 22 de junio de 2021 .
2. Frank Verstraete (2002). Un estudio del entrelazamiento en la teoría de la información cuántica. Universidad Católica de Lovaina. ISBN 9789056823771.
3. Verstraete, Frank; Dehaene, J.; de Moor, B.; Verschelde, H. (2002). "Cuatro qubits pueden entrelazarse de nueve maneras diferentes". Phys. Rev. A . 65 (5): 052112. arXiv : quant-ph/0109033 . Bibcode :2002PhRvA..65e2112V. doi :10.1103/PhysRevA.65.052112. S2CID  38168590.
4. Verstraete, F.; Wolf &, MM; Cirac, J. Ignacio (2009). "Computación cuántica e ingeniería de estados cuánticos impulsada por la disipación". Nature Physics . 5 (9): 633–636. arXiv : 0803.1447 . Bibcode :2009NatPh...5..633V. doi :10.1038/nphys1342.
5. Temme, K.; Osborne, T.; Vollbrecht, K.; Poulin, D.; Verstraete, F. (2011). "Muestreo de metrópolis cuánticas". Naturaleza . 471 (7336): 87–90. arXiv : 0911.3635 . Código Bib :2011Natur.471...87T. doi : 10.1038/naturaleza09770. PMID  21368829. S2CID  4320890.
6. Verstraete, F.; Cirac, JI; Murg, V. (2008). "Estados de producto de matriz, estados de pares entrelazados proyectados y métodos de grupo de renormalización variacional para sistemas de espín cuántico". Adv. Phys . 57 (2): 143–224. arXiv : 0907.2796 . Código Bibliográfico :2008AdPhy..57..143V. doi :10.1080/14789940801912366. S2CID  17208624.
7. "Ignaz L. Lieben-Preis 2009 y Frank Verstraete". Der Standard (en alemán). 6 de noviembre de 2009 . Consultado el 22 de junio de 2021 .
8. "Frank Verstraete recibe el prestigioso premio Franqui". Academia Austriaca de Ciencias . 15 de junio de 2018. Consultado el 22 de junio de 2021 .
9. "Frank Verstraete – QUTE — Universidad de Gante". www.ugent.be . Consultado el 19 de mayo de 2018 .