Laureaci Nagród Naukowych Wydziału III Nauk Ścisłych i Nauk o Ziemi PAN w 2023 roku

Nagroda naukowa im. Stefana Pieńkowskiego (fizyka) – Pan Dr hab. Michał Oszmaniec, Centrum Fizyki Teoretycznej PANw Warszawie.

Pomiary kwantowe są istotnym elementem wielu protokołów i algorytmów kwantowych – pozwalają odczytać klasyczną informację zakodowaną w złożonym stanie kwantowym, stanowiąc pomost między mikroświatem a otaczającą nas rzeczywistością klasyczną. W ostatnich latach badania Michała Oszmanca i jego zespołu, skupiają się na zastosowaniu teorii uogólnionych pomiarów kwantowych (ang. Positive Operator – Valued Measures)  w kontekście rozwoju komputerów kwantowych. Jednym z wyników dr. Oszmańca było zanalizowanie błędów odczytu na prototypach komputerów kwantowych IBM i Rigetti. Wyniki doświadczalne i teoretyczne dostarczyły istotnych informacji o naturze błędów i możliwości ich redukcji. Dr Oszmaniec w raz ze współpracownikami zbadał też potencjalną wyższość uogólnionych pomiarów kwantowych nad tradycyjnymi metodami w kontekście rozróżniania stanów kwantowych. Przedstawił też nowe metody symulacji uogólnionych pomiarów kwantowych przez pomiary rzutowe, które są prostsze w implementacji. Wskazało to, że przewaga POVMów niekoniecznie rośnie wraz z wymiarem systemu kwantowego. Uogólnione pomiary kwantowe zostały tez wykorzystane przez dr. Oszmańca w kontekście kwantowych algorytmów wariacyjnych, poprzez opracowanie efektywniejszych i bardziej odpornych na szum metod estymacji niewspółmierzalnych wielkości kwantowych.

Nagroda naukowa im. Włodzimierza Kołosa (chemia)Pan Dr hab. Maciej Ptak, Instytut Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych im. Włodzimierza Trzebiatowskiego PAN we Wrocławiu.

Nagrodzone osiągnięcie stanowi wyjaśnienie molekularnych mechanizmów strukturalnych przemian fazowych typu porządek-nieporządek, indukowanych temperaturą lub ciśnieniem, przy użyciu metod spektroskopii w podczerwieni i Ramana. Badania przeprowadzono w grupie hybrydowych kryształów polimerów koordynacyjnych wybranych halogenków, mrówczanów oraz podfosforynów tworzących trójwymiarowe struktury typu perowskitu lub zbliżone o niższej wymiarowości (struktury warstwowe, łańcuchowe lub tzw. zero-wymiarowe). W ramach podjętych prac opisano właściwości fononowe poszczególnych faz, określono stopnie nieuporządkowania oraz dynamikę molekularną kationów organicznych, jak również zbadano wpływ siły wiązań wodorowych oraz wielkość zniekształcenia szkieletu nieorganicznego metal-ligand na parametry zachodzących przejść fazowych. Wszystkie te elementy mają znaczący wpływ na pozostałe właściwości fizykochemiczne badanych materiałów funkcjonalnych, a tym samym na ich potencjalne zastosowanie w obszarze optoelektroniki. Szczególne znaczenie aplikacyjne mają kryształy hybrydowe, w których możliwe jest pojawienie się porządku ferroelektrycznego, dlatego tak ważne jest zrozumienie efektów odpowiadających za jego powstawanie.

Nagroda naukowa im. Wacława Sierpińskiego (matematyka) – Pan Dr hab. Maciej Dołęga, Instytut Matematyczny PAN w Warszawie.

Wyróżnione prace dotyczą badań nad kombinatoryczną strukturą specjalnych funkcji symetrycznych i w głównej mierze poświęcone są funkcjom Jacka, które są ważną jednoparametrową deformacją klasycznych funkcji Schura. Funkcje Schura z kolei są fundamentalnym obiektem, który naturalnie pojawia się w takich dziedzinach matematyki jak teoria reprezentacji, geometria enumeratywna, czy teoria prawdopodobieństwa. Ich niezwykle bogata struktura kombinatoryczna jest dobrze zbadana co pozwoliło odkryć i zrozumieć liczne związki między wymienionymi dziedzinami. Bardzo podobne związki zdają się zachodzić również dla funkcji Jacka, jednak ich struktura jest znacznie bardziej tajemnicza i większość zaobserwowanych związków jest jedynie postulowana w formie przypuszczeń i hipotez. Istotnym postępem przedstawionym w wyróżnionych pracach Dołęgi jest skonstruowanie pewnych obiektów natury kombinatorycznej oraz stowarzyszonych z nimi obiektów topologicznych i wykazanie że „opisywane są” one przez funkcje Jacka. Konstrukcja ta pozwoliła Dołędze rozwiązać kilka problemów otwartych dotyczących całek macierzowych, losowych partycji, oraz zliczaniu map.

Nagroda Naukowa im. Maurycego Piusa Rudzkiego (nauki o Ziemi) – Pan Dr inż. Andrzej Górszczyk, Instytut Geofizyki PAN w  Warszawie.

Działalność naukowa Laureata skupia się na rozwoju i zastosowaniu metod obrazowania sejsmicznego w wysokiej rozdzielczości, ze szczególnym uwzględnieniem inwersji pełnego pola falowego w skali skupowej. Przedmiot wyróżnienia stanowią prace Laureata nad opracowaniem metod rekonstrukcji modeli parametrów fizycznych stref subdukcji na podstawie różnego typu akademickich, rzeczywistych i syntetycznych danych sejsmicznych. Bezprecedensowa rozdzielczość wyników rozwijanego obrazowania sejsmicznego pozwala na dokładną interpretację geologiczną skomplikowanych struktur geologicznych, co jest szczególnie istotne ze względu na zrozumienie kontekstu geodynamicznego stref subdukcji – zwłaszcza procesu nukleacji i propagacji niszczących trzęsień ziemi. W ramach współpracy z międzynarodowej z Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC), Universite Grenoble Alpes oraz Geoazur, Laureat rozwinął program badawczy zorientowany na rozwoju akademickiego paradygmatu budowy modeli skorupy ziemskiej oraz wyznaczaniu nowych praktyk w zakresie akademickich zastosowań metod przetwarzania sejsmicznego.