Rainer Blatt (ur. 8 września 1952 w Idar-Oberstein) – niemiecko-austriacki fizyk eksperymentalny i profesor emerytowany Uniwersytetu w Innsbrucku. Jego badania obejmują optykę kwantową, informację kwantową, spektroskopię oraz doświadczenia z pułapkami jonowymi. Od 1995 jest związany z Uniwersytetem w Innsbrucku, a w latach 2003–2024 był dyrektorem naukowym Institut für Quantenoptik und Quanteninformation Austriackiej Akademii Nauk.
Życiorys naukowy Blatt studiował fizykę na Uniwersytecie Johannesa Gutenberga w Moguncji; dyplom uzyskał w 1979, a doktorat w 1981. Następnie pracował w zespole Güntera Wertha, odbył staż badawczy w JILA w Boulder u Johna L. Halla, a później był związany z Wolnym Uniwersytetem Berlińskim i Uniwersytetem Hamburskim. W 1988 uzyskał venia docendi z fizyki eksperymentalnej.
W 1994 został profesorem Uniwersytetu w Getyndze, a rok później objął katedrę fizyki eksperymentalnej w Innsbrucku. W 2020 przeszedł tam na emeryturę, ale nadal jest związany ze środowiskiem optyki kwantowej i informacji kwantowej w Innsbrucku. Od 2008 jest członkiem rzeczywistym Austriackiej Akademii Nauk, a w 2019 został wybrany na członka zagranicznego amerykańskiej National Academy of Sciences. W 2020 otrzymał doktorat honoris causa Uniwersytetu Complutense w Madrycie i został członkiem zagranicznym Hiszpańskiej Królewskiej Akademii Nauk. W 2023 został członkiem Leopoldiny.
W 2018 był jednym ze współzałożycieli Alpine Quantum Technologies, spółki rozwijającej komputery kwantowe oparte na jonach pułapkowanych. W latach 2021–2023 należał do zespołu kierownictwa naukowego Munich Quantum Valley, bawarskiej inicjatywy poświęconej technologiom i obliczeniom kwantowym, i koordynował tę inicjatywę; później został członkiem jej rady naukowej.
Badania Badania Blatta dotyczą kontrolowania pojedynczych jonów w pułapkach elektromagnetycznych i wykorzystywania takich układów do precyzyjnej spektroskopii, bramek kwantowych, stanów splątanych, interfejsów światło–materia oraz symulacji kwantowych. Według strony grupy na Uniwersytecie w Innsbrucku program ten łączy optykę kwantową, spektroskopię i przetwarzanie informacji kwantowej w układach jonów pułapkowanych.
Do ważnych wyników jego zespołu należały doświadczenia z teleportacją kwantową stanów atomowych oraz wielocząstkowym splątaniem w układach pułapek jonowych. W 2003 grupa opublikowała w Nature eksperymentalną realizację bramki controlled-NOT według schematu Ciraca–Zollera z użyciem dwóch jonów wapnia-40 w liniowej pułapce Paula.
Kolejne prace grupy obejmowały skalowanie rejestrów jonowych i przygotowywanie stanów wielocząstkowych. Artykuł w Scientific American omawiał eksperyment z ośmioma splątanymi jonami wapnia w stanie W, a oryginalna publikacja w Nature opisywała ten wynik jako demonstrację skalowalnego wielocząstkowego splątania jonów pułapkowanych. Physics World relacjonował później doświadczenie z czternastoma splątanymi jonami wapnia, przedstawiane jako test możliwości dalszego skalowania takich układów. W 2011 grupa z udziałem Blatta przedstawiła w Science doświadczenie, w którym zademonstrowano powtarzalną korekcję błędów kwantowych na trzech splątanych kubitach jonowych. W 2018 zespół z udziałem Blatta opisał układ 20 indywidualnie kontrolowanych jonów wapnia, w którym wykazano rozchodzenie się splątania wielocząstkowego między sąsiednimi grupami jonów.
Zespół Blatta wykorzystywał układy jonów pułapkowanych także do symulacji kwantowych. Przykładem jest eksperyment opisany przez Physics World, w którym cztery jony wykorzystano do cyfrowej symulacji prostego modelu elektrodynamiki kwantowej, obejmującej tworzenie i anihilację par elektron–pozyton. W uzasadnieniu przyznania mu Stern-Gerlach-Medaille przez Deutsche Physikalische Gesellschaft ujęto te wyniki jako eksperymentalne demonstracje elementów i algorytmów procesora kwantowego, teleportacji stanów materii i wielokubitowych rejestrów jonowych.
Nagrody i wyróżnienia Do wcześniejszych wyróżnień Blatta należą Erwin-Schrödinger-Preis Austriackiej Akademii Nauk z 2006 oraz Humboldt Research Award z 2013. W 2012 otrzymał Stern-Gerlach-Medaille Deutsche Physikalische Gesellschaft za eksperymentalne prace nad jonami pułapkowanymi, optyką kwantową i informacją kwantową. W 2015 otrzymał John Stewart Bell Prize za pionierskie badania nad przetwarzaniem informacji kwantowej z użyciem jonów pułapkowanych, w szczególności za zademonstrowanie analogowych i cyfrowych symulatorów kwantowych oraz bramek logicznych na kubicie zakodowanym topologicznie.
Według wykazu Uniwersytetu w Innsbrucku otrzymał ponadto m.in. ERC Advanced Grant z 2008, Carl Zeiss Forschungspreis z 2009, International Quantum Communication Award z 2016, Gutenberg Research Award z 2022 oraz Austriacki Krzyż Honorowy Nauki i Sztuki I klasy z 2022. W 2019 wręczono mu Micius Quantum Prize za rok 2018; w kategorii eksperymentalnej nagrodzono go za pionierskie eksperymenty nad komputerami kwantowymi opartymi na jonach pułapkowanych. W 2023 został laureatem Herbert Walther Award, przyznawanej przez Opticę i Deutsche Physikalische Gesellschaft. Nagrodę przyznaje się za osiągnięcia w optyce kwantowej i fizyce atomowej, a komunikat Optiki podkreślał wkład Blatta w obliczenia i symulacje kwantowe oraz precyzyjne pomiary z użyciem jonów pułapkowanych.
W 2025 otrzymał bawarskie wyróżnienie Pro meritis scientiae et litterarum; komunikat Uniwersytetu w Innsbrucku wiązał je zarówno z dorobkiem w optyce kwantowej i informacji kwantowej, jak i z rolą Blatta w tworzeniu Munich Quantum Valley.
Wybrane publikacje Realization of the Cirac–Zoller controlled-NOT quantum gate (z F. Schmidtem-Kalerem i innymi, 2003). Deterministic quantum teleportation with atoms (z M. Riebem i innymi, 2004). Scalable multiparticle entanglement of trapped ions (z H. Häffnerem i innymi, 2005).
Przypisy
Linki zewnętrzne Strona grupy Quantum Optics and Spectroscopy Uniwersytetu w Innsbrucku Profil Rainera Blatta w Austriackiej Akademii Nauk Profil Rainera Blatta w Lindau Nobel Laureate Meetings
Kategoria:Niemieccy fizycy XXI wieku Kategoria:Niemieccy fizycy XX wieku Kategoria:Austriaccy fizycy XXI wieku Kategoria:Austriaccy fizycy XX wieku Kategoria:Niemieccy fizycy doświadczalni Kategoria:Optycy Kategoria:Urodzeni w 1952 Kategoria:Ludzie urodzeni w Idar-Oberstein Kategoria:Absolwenci Uniwersytetu Johannesa Gutenberga w Moguncji Kategoria:Członkowie Austriackiej Akademii Nauk Kategoria:Członkowie National Academy of Sciences Kategoria:Członkowie Leopoldiny Kategoria:Doktorzy honoris causa