РЕЦЕНЗИЯ

Препис

1 РЕЦЕНЗИЯ по конкурс за заемане на академична длъжност доцент по специалност 4.1 физически науки/квантова информатика/ обявен в ДВ бр.102 от г. с единствен кандидат Петър Александров Иванов, доктор, гл. асистент във Физическия факултет на СУ св. Климент Охридски. Рецензент: доцент д-р Наум Иванов Карчев- СУ Св.Климент Охреидски 1. Представени материали 1.1 Кандидатът е представил автобиография (европейски формат), диплома за висше образование с приложение към нея, диплома за образователна и научна степен доктор, документ за академична длъжност, удостоверение за трудов стаж, медицинско свидетелство удостоверяващо психическо и физическо здраве, свидетелство за съдимост удостоверяващо липсата на наказание лишаване от право да се упражнява определена професия или дейност и копие от обявата в държавен вестник. 1.2 Представени са още пълен списък на публикациите, списък на публикациите за настоящия конкурс, авторска справка за приносите на трудовете и справка за независимите цитирания. 2. Биографични данни за кандидата Петър Иванов е роден на г. От 1998г. до 2002г. е студент във Физическия факултет на СУ св. Климент Охридски. От 2004г. до 2008г. е докторант по научна специалност Теоретична и математична физика пак там. От 2012 година работи в катедра Теоретична физика на Физическия факултет. В момента е главен асистент в катедрата. 3. Педагогическата дейност на Петър Иванов в катедра Теоретична физика на Физическия факултет на СУ св. Климент Охридски е обширна. Водил е семинари по Математични методи на физиката (един семестър), по Електродинамика (един семестър), по Математични методи на физиката (обикновени диференциални уравнения) (един семестър). Чете лекции по Математични методи на физиката за специалност Оптометрия , по Квантова механика

2 Учебната му натовареност през 2014 година е висока : 135 часа лекции и 120 упражнения. Това предполага богат преподавателски опит, което е добър атестат за кандидата. 4. Публикации преди и след получаване на научната степен Общият брой публикации представени от кандидата като хартиени копия е 25. От тях 17 са в Phys.Rev.A, 1-Phys.Rev.Lett., 1-European Phys.Lett, 1-Rev.Mod.Phys., 1- J.Phys.B., 1-New J.Phys., и 1-Optics Commun.. Всички тези списания имат висок импакт фактор. Статиите са написани в съавторство с други учени. Последната работа на Петър Иванов е самостоятелна и е изпратена за публикуване. От посочените публикации 16 са представени за участие в конкурса. Останалите (9) представляват дисертацията на кандидата за получаване на образователна и научна степен доктор. Отражение на научните публикации на кандидата. Петър Иванов е представил списък от 208 работи в които са цитирани неговите трудове, като h-факторът е h= Обща характеристика на изследователската дейност на кандидата и основни научни приноси В авторската справка кандидатът Петър Иванов е разделил публикациите си в осем основни области: 3.1 Изследване на квантови системи с две и три нива в присъствието на декохерентни процеси. Методи за създаване на усточиви сплетени състояния. В квантовата информатика процесите водещи до загуба на кохерентност са основен източник на намаляване на прецизността на квантовите операции (квантови гейтове). Декохерентността може да бъде причинена от процеси като загуба на заселеност вследствие на спонтанна емисия или поради флуктуации в интензитета на лазерното поле и лазерната фаза. В публикациите [1](PRA70) и [3](PRA72) е изследван ефекта от декохерентност върху стимулирания раманов адиабатен процес. Кохерентната суперпозиция от атомни състояния в система от йони в уловка на Паул може да се разруши от флуктуациите на магнитното поле. В публикация [16](EPL92) е предложен метод за реализирането на квантов гейт, който е устойчив спрямо такива флуктуации. 3.2 Няколко статии са посветени на разработване на метод за декомпозиране на произволна унитарна матрица и неговото приложение. В [5](PRA74) е показано че произволна унитарна матрица U(N) може да се представи като произведение на N матрици на отражение. Този метод е използван за създаване на произволна квантова суперпозиция от атомни състояния в N-pod система [6](PRA75). В публикация [7](PRA77) е намерен физичния смисъл на оператора на отраженание в система от йони в линейна уловка на Паул. Като пример се разглежда квантово Фурие преобразувание, което играе съществена роля в много квантови алгоритми. Към това направление кандидатът е поставил и статия [4](Optics Communication). В нея е предложен метод за измерване елементите на матрицата на плътност за система от три основни нива и едно възбудено ниво. Експерименталното получаване на матрицата на плътност се получава чрез измерване на флуоресценцията от възбуденото

3 ниво с помощта на поредица от лазерни полета с точно определена поляризация и лазерна фаза. 3.3 В това направление са събрани теоретични изследвания чиято основна цел е създаване на състояния важни за реализиране на квантовия компютър. В работа [9] (PRA78) е предложена техника за създаване на клъстерни състояния в линейна уловка на Паул реализирана с лазерни импулси. Йоните се маниполират колективно с двойка лазерни полета с точно определена честота и фаза. Техниката е особено подходяща за клъстери от четири йона. Работа [8](PRA77) е посветена на нов метод за създаване на вибрационни състояния на Фок в система от йони в уловка на Паул реализирана от лазери. Предложеният метод използва адиабатен процес, при който йонния кристал взаимодейства с лазерно поле, чиято честота се изменя във времето по точно определен начин. Показано е, че техниката е устойчива спрямо флуктуации на лазерното поле. Предимството е, че времето на действие на лазера се редуцира, поради което техниката е по-устойчива спрямо некохерентни процеси. Последната работа [24] от това направление е приета за публикуване неотдавна. В нея са предложени математически конструкциии за създаване на три и четири кюбитни гейтове с по-малко сплитащи операции. Физическата реализация е обсъждана. Разгледан е модел от йонни уловки в който йоните взаимодействат еднакво с приложеното външно поле. Вторият пример е на състема в която доминира взаимодействието на най-близкия съсед. 3.4 Работите в това направление са посветени на изследване възможността за реализация на алгоритъма на търсене. Чрез него се намира даден елемент в база данни с определен брой стъпки. Основният оператор в този алгоритъм е оператора на отражение, който действа на квантовия регистър, съставен от вътрешните електронни състояния на йоните. В работа [10] (PRA78) се предлага този алгоритъм да се изпълни с линейна верига от N уловени йона. Основната сплитаща операция се създава чрез прилагане на лазерно поле, което е отместено с точно определена честотна разлика спрямо червения преход в йонния кристал. В предложеният метод брояt състояния в квантовия регистър расте линейно с броя йони Така предложената реализация на алгоритъма елемента се намира с N 1/2 стъпки. В работа [11](PRA79) е разгледана система от N йони в която квантовия регистер расте квадратично с броя йони. Ситемата се приготвя в сплетено състояние, което е квантова суперпозиция от състояния с два йона във възбудено ниво и N-2 йона в основно ниво. Операторът на отражение се реализира чрез глобално взаимодействие на йоните в уловката с лазерно поле с подходящо избрана честота и площ. Извършените симулации показват че тази идея е подходяща за системи от не много йони. Накрая, в работа [14] (PRA81), е разгледана система в която квантовия регистър расте експоненциално с броя йони. В този случай, системата се приготвя в максимално сплетеното състояние, което е суперпозиция от N/2 състояния във възбудено ниво и N/2 в основно състояние. Основните операции се реализират посредством лазерно-атомно взаимодействие с подходяща избрана честота и площ. Важно преимущество на предложената схема е, че е устойчива спрямо флуктуации в магнитното поле. 3.5 Работа [15] е част от поредицата Colloquium на списание Reviews of Modern Physics. Седем автора (кандидатът е на четвърта позиция) представят числени методи за оптимизация и контрол на състоянията в системи с уловени неутрални атоми и йони. Представянето е допълнено с квантово механично третиране на уловени йони. Това позволява да се демонстрира ефективността на численото моделиране.

4 3.6 Работите от това направление са посветени на квантовото симулиране на модели с йони в линейна уловка на Паул. Използва се математическата аналогия между модели в различни области на физиката. В работа [13](PRA80) се разглежда верига от N йони в линейна уловка на Паул. Чрез подходяща математика системата се описва от модел за колективни фононни моди. Използвайки техниката на Боголюбов е показано, че основното състояние е състояние на свръхфлуидност. Основният момент в статията е че лазер-йонното взаимодействие води до ефективен четири бозонен член на отблъскване който променя основното състояние на системата. Тъй като лазер-йонното взаимодействие е контролируемо експериментално то следователно и основното състояние може да се контролира. Според авторската справка това теоретично предсказание е потвърдено експериментално и публикувано в PRL111_ (2013). Вътрешните състояния на йоните могат да се моделират като спинови състояния и сответно системите от йони в линейна уловка на Паул могат да се моделират като едномерни спинови системи което позволява да се изпозват многото резултати известни за тези системи. Това е реализирано в [17](New Journal of Physics13) където е получен ефективен модел описващ система със спин s=1/2 и s=3. Анизотропни модели на Хаизенбер със спин ½ или 1 са получени в [23](PRA90). 3.7 Според теоремата на Jahn-Teller, във физика на твърдото тяло, атомна конфигурация в която има орбитално израждане е нестабилна. Симетрията в тази система се понижава и израждането се снема в съответствие с наредбата на орбиталите. Математически това се описва въвеждайки псевдо спинови оператори, удовлетворяващи алгебрата на спиновите оператори, и построяване на псевдоспинов модел. В [18](PRL108) се изучава система от уловени йони с две нива взаимодействащи с JT бозони. Предсказан е теоретично квантов фазов преход (при нулева температура) който се характеризира със спин-бозонен кондензат и до преподреждане на позициите в йонната верига. Тази работа е продължена в [19] kъдето модела е опростен максимално с цел да се реши точно и да се получи интуиция за реалистичните модели. Изследванията са продължени в последната, единствена самостоятелна, работа на кандидата[25]. В нея е използван метода за квантуване чрез континуален интеграл за да се опишат колективните трептения в система с JT бозони. 3.8 В статия [21] е предложен нов метод за много прецизно измерване на честота. Теоретичните разглеждания са достатъчно общи и могат да се реализират експериметално не само със система от уловени йони но и с помоща на други системи. 4. Забележки Нямам критични забележки по същество. 5. Лични впечатления Познавам кандидата от съвместни преподавателска и научни дейности. Имам найблагоприятни лични впечатления от неговата компетентност, старание, инициативност и упорство в работата. 6. Заключение 6.1 Основните резултати съдържащи се в трудовете на кандидата представляват новост и съществен принос в една бързо развиваща се област на теоретичната физика. Това се потвърждава от факта че са публикувани в много реномирани списания и имат много независими цитирания.

5 6.2 Прави впечатление че в работите след защита на докторската си дисертация той има много работи по друга тематика с нови хора. 6.3 Списъкът с участия на конференции, специализации и работни срещи прави голямо впечатление, около 30, и още веднъж показва голям интерес към работата на Петър Иванов. 6.4 Кандидатът е бил консултант на двама докторанти. 6.5 Участвал е в два европейски проекта (CAMEL, EMALI) и три български. Това демонстрира умение за работа в колектив, което се уважава в последно време. Въз основа на горните заключения, препоръчвам на високопочитаемия Факултетен съвет на Физическия факултет на СУ св.кл.охридски да избере гл.ас д-р Петър Александров Иванов на академична длъжност доцент г. Рецензент: /доцент д-р Наум Карчев/