Карлтон Моррис Кейвс — американский физик-теоретик. В настоящее время он является почетным профессором и профессором-исследователем физики и астрономии в Университете Нью-Мексико . [1] Кейвс работает в области физики информации; информация, [2] энтропия и сложность; квантовая теория информации ; квантовый хаос , квантовая оптика ; теория неклассического света; теория квантового шума ; и квантовая теория измерений . Он является членом Американского физического общества [3] и Американской ассоциации содействия развитию науки [4], а также членом Национальной академии наук США . [5]
Кейвс родился в Маскоги, Оклахома , 24 октября 1950 года в семье Морриса и Мэри Кейвс. Он посещал государственные школы в Маскоги и окончил Центральную среднюю школу Маскоги (ныне Средняя школа Маскоги ) в 1968 году. Одним из его основных школьных занятий было участие в программе выступлений и дебатов MHS; его партнер по дебатам, Майк Синар , занимал должность конгрессмена от округа Маскоги с 1979 по 1994 год. Кейвс учился в Университете Райса в качестве студента, получил степень бакалавра физики и математики в 1972 году, а затем был аспирантом Калифорнийского технологического института . где он получил докторскую степень по физике в 1979 году. Его докторские исследования, завершившиеся диссертацией под названием « Теоретические исследования экспериментальной гравитации» , проводились под руководством Кипа С. Торна . Будучи аспирантом, Кейвс получил стипендию Ричарда П. Фейнмана в 1976–77 годах и стал первым лауреатом премии Очи Бачи «Глубоко преданный физике» в 1976 году.
После получения докторской степени Кейвс продолжил работу в Калифорнийском технологическом институте в качестве научного сотрудника по физике (1979–81), а затем в качестве старшего научного сотрудника по теоретической физике (1982–87). В 1987–92 годах он был доцентом кафедры электротехники (и физики с 1989 года) в Университете Южной Калифорнии . Он переехал в Альбукерке в 1992 году, чтобы стать профессором физики и астрономии в Университете Нью-Мексико (UNM). В 2006 году ему было присвоено звание заслуженного профессора - высшее профессорское звание ЕНД. В 2009 году он был назначен первым директором Центра квантовой информации и контроля (CQuIC), междисциплинарного центра при UNM и Университете Аризоны , который исследует и разрабатывает технологии нового поколения для управления поведением квантовых систем. Он ушел из преподавания и администрирования в 2018 году и продолжает исследования в качестве профессора-исследователя физики и астрономии в UNM.
Кейвс наиболее известен своим предложением [6] в 1981 году о том, что сжатый свет , инжектируемый в вакуумный порт интерферометра, может улучшить чувствительность интерферометра для обнаружения небольших фазовых изменений. Это предложение побудило тридцатилетнюю разработку технологий для разработки источников сжатого света, которые могут улучшить исключительную чувствительность, достигаемую очень большими интерферометрами, созданными для обнаружения гравитационных волн, возникающих в результате астрофизических явлений. Метод сжатого света был установлен в интерферометрических детекторах гравитационных волн LIGO и Virgo для наблюдения, начавшегося в апреле 2019 года, и позволил значительно улучшить чувствительность детекторов. [7] [8] [9]
Кейвс внес плодотворный вклад в теорию непрерывных измерений в квантовой механике и в формулировку квантово-фишеровских границ чувствительности высокоточных измерений. Он участвовал в начальной работе над тем, что сейчас называется квантовым байесовством , работал над предложением создания двухкубитных квантовых вентилей на нейтральных атомах, захваченных в оптическую решетку, помог прояснить роль квантовой запутанности в моделировании ядерного магнитного резонанса (ЯМР). квантовые вычисления и исследовали роль неклассических корреляций за пределами квантовой запутанности как ресурса, обеспечивающего квантовые вычисления .
Печально известная цитата «Гильбертово пространство — большое место!» приписывается Кейвсу в статье о квантовой информации. [10]
Кейвс является автором более 140 научных работ по этим и другим темам. Его нынешние исследования сосредоточены на квантовой метрологии , квантовом контроле и квантовой информатике .
Помимо своего интереса к квантовой физике, Кейвс также раскритиковал использование Дж. Ричардом Готтом временного принципа Коперника для предсказания будущей продолжительности явления, основываясь только на знании нынешнего возраста явления. [2] [11]
У Кейвса есть два брата и сестры: Дуглас В. Кейвс из Мэдисона, штат Висконсин, и Линда Л. Арчер из Гринсборо, Северная Каролина. Кейвс женился на Карен Л. Кан 3 июня 1984 года. Они проживают в Альбукерке, где Кан является партнером юридической фирмы Модралл Сперлинг. У них двое детей: Джереми Кейвс Ругенштейн, доцент кафедры геологических наук в Университете штата Колорадо , [12] и Элеонора Кейвс, в настоящее время научный сотрудник Марии Склодовской-Кюри в Эксетерском университете [13] , а с августа 2022 года доцент кафедры экологии, эволюции и морской биологии Калифорнийского университета в Санта-Барбаре . [14] Помимо своих научных интересов, Кейвс является заядлым орнитологом и ярым защитником окружающей среды. Ранее он был членом правления Одюбона, штат Нью-Мексико, и председателем комитета по охране природы. [15]