Die naasliggende kwantum: Die oorbrugging van teorie en tegnologie vir ’n kwantumtoekoms

In sy intreerede onderneem prof Francesco Petruccione ’n reis deur ’n eeu van kwantumteorie. Dit begin by De Broglie se revolusionêre konsep van materiegolwe, wat die grense van wat moontlik is vir die aard van materie self verskuif het. Vanaf die aanvanklike raamwerk van kwantummeganika, wat vasgevang is in Schrödinger se vergelyking en die konsep van geslote stelsels, verken hy dan die evolusie van oop kwantumstelsels – ’n terrein wat ontstaan het as gevolg van die besef dat geslote dinamika ’n beperkte vermoë het om die ware aard van kwantumverskynsels weer te gee.

Daarbenewens kyk hy terug op sy eie wetenskaplike loopbaan, van sy vroeë werk oor kinetiese modelle in polimeerfisika, tot die toepassing van Monte Carlo-metodes op die gebied van hidrodinamika en turbulensie, en uiteindelik tot aan die voorpunt van oop kwantumstelsels en kwantumberekening. Hierdie verkenning van kwantumoopheid sluit ook die domein van kwantumbiologie in, waar die intrinsieke interaksie tussen lewensvorme en hulle omgewing in kwantumtaal uitgedruk word en sodoende insig bied in prosesse soos fotosintese, voëlmigrasie, en selfs die werking van die menslike brein.

Die aanbieding lig laastens onlangse deurbrake op die terrein van kwantummasjienleer uit, dui potensiële toekomsrigtings in kwantumwetenskap en -tegnologie aan, en oordink hoe ons voortdurend die grense kan versit van wat moontlik is in die kwantumwêreld.

Kyk die intreerede hier

Kort biografie

Francesco Petruccione is ’n professor in Kwantumberekening aan die Universiteit Stellenbosch (US) se Skool vir Datawetenskap en Rekenaardenke, en die direkteur van die Nasionale Instituut vir Teoretiese en Berekeningswetenskappe (NITheCS), waarvan die hoofkantoor by die US geleë is. Hy is ook medeleier van die Afrika–Europa Kluster van Navorsingsuitnemendheid in Kunsmatige Intelligensie (CoRE-AI), wat konsentreer op die gebruik van kunsmatige intelligensie, datawetenskap sowel as teoretiese en berekeningsmetodes om ernstige uitdagings in Afrika en die res van die wêreld die hoof te bied.

Hy begin sy akademiese loopbaan aan die Universiteit van Freiburg, Duitsland, waar hy in 1988 sy PhD behaal en in 1994 ’n privaatdosentskap verwerf. Hy sluit hom in 2004 by die Universiteit van KwaZulu-Natal (UKZN) aan as ’n professor in Teoretiese Fisika en dien later as Viserektor: Groot Data en Informatika, in welke hoedanigheid hy tot UKZN se strategiese inisiatiewe op datawetenskaplike gebied bydra. Prof Petruccione word in 2007 aangestel as die bekleër van die Suid-Afrikaanse Leerstoel in Kwantuminligtingsverwerking en -kommunikasie by UKZN en leef hom uit in hierdie rol tot en met sy skuif na die US in 2022.

Sy akademiese bydraes sluit meer as 250 publikasies in ewekniebeoordeelde vaktydskrifte in. Sy boek The Theory of Open Quantum Systems, wat ook in Russies vertaal is, word wyd aangehaal. Daarbenewens was hy medeskrywer van Supervised Learning with Quantum Computers sowel as Machine Learning with Quantum Computers, en laasgenoemde is ook in Japannees uitgegee.

Sy professionele verwantskappe sluit in lidmaatskap van die Suid-Afrikaanse Wetenskapsakademie (ASSAf), die Royal Society van Suid-Afrika, en die Afrikawetenskapsakademie (AAS). Boonop dien hy in die eindredaksie van ’n aantal wetenskaplike tydskrifte, waaronder Open Systems and Information Dynamics, Scientific Reports en Quantum Machine Intelligence. Die Italiaanse regering het hom in 2023 met die Ordine della Stella d’Italia (die Orde van die Ster van Italië) vereer vir sy toonaangewende kundigheid op die terrein van kwantumtegnologieë.