Polskie Towarzystwo Fizyczne (PTF) wręczyło swoje doroczne nagrody za osiągnięcia w zakresie badań naukowych i popularyzacji fizyki. W gronie wyróżnionych znaleźli się dr inż. Paweł Holewa i Jakub Pawłowski z Wydziału Podstawowych Problemów Techniki.

Założone w 1920 roku Polskie Towarzystwo Fizyczne co roku przyznaje swoje nagrody zarówno doświadczonym naukowcom, jak i młodym badaczom za ich wybitne osiągnięcia i zasługi w dziedzinie badań naukowych i popularyzacji fizyki. W tym roku w gronie wyróżnionych autorów rozpraw doktorskich i prac magisterskich znalazło się dwóch badaczy z Wydziału Podstawowych Problemów Techniki: dr inż. Paweł Holewa oraz Jakub Pawłowski.

Doktorat o kropkach kwantowych

Praca doktorska „InAs/InP quantum dots for telecom quantum photonics”, której autorem jest dr iż. Paweł Holewa, a promotorami dr hab. inż. Marcin Syperek, prof. uczelni z Wydziału Podstawowych Problemów Techniki i dr Elizaveta Sermenova z Duńskiego Uniwersytetu Technicznego została wyróżniona w konkursie na najlepszą rozprawę doktorską im. Zygmunta Florentego Wróblewskiego.

W swojej pracy doktorskiej, którą obronił w grudniu 2023 r., dr Holewa zajął się tematyką deterministycznego wytwarzania i opisu urządzeń nanofotonicznych opartych o pojedyncze kropki kwantowe emitujące fotony w zakresie telekomunikacyjnym.

– Pojedyncze fotony wykorzystywane są w schematach przetwarzania danych, przenosząc informację zakodowaną w swoim stanie kwantowym – wyjaśnia dr Paweł Holewa, adiunkt w Katedrze Fizyki Doświadczalnej na W11.

Wykorzystuje się je do kwantowego szyfrowania informacji w kanale transmisyjnym (zapewniają one ochronę danych potencjalnie znacznie bezpieczniejszą od klasycznego szyfrowania kluczem bitowym), symulacji układów kwantowych niemożliwych do odtworzenia w komputerach klasycznych, ultraprecyzyjnej metrologii czy też obliczeń z wykorzystaniem algorytmów kwantowych znacznie przyśpieszających rozwiązanie niektórych problemów matematycznych.

Nowatorskie urządzenia fotoniczne nasz badacz stworzył podczas pobytu na Duńskim Uniwersytecie Technicznym, w tamtejszym clean roomie. Z kolei badania optyczne, w tym eksperymenty optyki kwantowej, wykonał w Laboratorium Optycznej Spektroskopii Nanostruktur Wydziału Podstawowych Problemów Techniki.

Jego rozprawę wyróżniła także Rada Dyscypliny Nauki Fizyczne PWr, a uzyskane wyniki zostały opublikowane m.in. w czasopismach „Nature Communications”, „ACS Photonics”, „Nanophotonics”, „Physical Review B” czy „Physical Review Applied”.

– Najistotniejszym osiągnięciem było opracowanie skalowalnej technologii wytwarzania mikroskopowych urządzeń generujących pojedyncze fotony o wysokiej nierozróżnialności – mówi dr Holewa, który szczegóły tego osiągnięcia opisał w artykule dla „Nature Communications”.

Dr Paweł Holewa przebywa obecnie na stażu podoktorskim na Duńskim Uniwersytecie Technicznym. – Zajmuję się tam wytwarzaniem półprzewodnikowych urządzeń nanofotonicznych m. in. zasilanych elektrycznie nanolaserów w technice "buried heterostructure", czy przestrajalnych źródeł pojedynczych fotonów – mówi naukowiec z W11.

Główną nagrodą uhonorowano dr. Antoniego I. Freja z Wydziału Fizyki Uniwersytetu w Białymstoku.

O układach całkowalnych

Natomiast mgr. Jakuba Pawłowskiego, doktoranta Szkoły Doktorskiej PWr, pracującego w Instytucie Fizyki Teoretycznej W11, wyróżniono w Konkursie im. Arkadiusza Piekary na najlepszą pracę magisterską. 

Jury doceniło jego pracę „Eigenmodes in nearly integrable quantum chains”, którą przygotował pod kierunkiem prof. Marcina Mierzejewskiego z Wydziału Podstawowych Problemów Techniki.

– Dotyczyła ona zagadnienia związanego z układami prawie całkowalnymi, mianowicie transportu w modelu spinowym z oddziaływaniem dalekiego zasięgu – mówi Jakub Pawłowski z W11.

Według laureata z PWr układy całkowalne są interesujące również z praktycznego punktu widzenia ze względu na ich odporność na procesy termalizacji, tzn. utraty informacji kwantowej. – Jednak tego typu układy są w pewnym sensie wyidealizowane, dlatego występujące w tytule pracy słowo „prawie" jest tu istotne, gdyż może pozwolić powiązać otrzymane w pracy wyniki z realnymi układami – wyjaśnia doktorant z W11. – Ponadto, część mojej pracy magisterskiej była poświęcona metodom numerycznym przeznaczonym do obliczeń w układach silnie skorelowanych.

Zainteresowania naukowe Jakuba Pawłowskiego związane są z układami ściśle oraz prawie całkowalnymi, a w szczególności ze sformułowaniem zagadnień związanych z całkami ruchu jako kompresji informacji.

Główną nagrodę przyznano Izabeli Wojciechowskiej z Wydziału Fizyki Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu.