Podklady pro zahájení habilitac ního r ízení

Transkript

1 PR ÍRODOV E DECKÁ FAKULTA V UNIVERZITY PALACKÉHO OLOMOUCI Podklady pro zahájení habilitac ního r ízení OBOR: OPTIKA A OPTOELEKTRONIKA Karel Lemr, Ph.D. V OLOMOUCI, 25. DUBNA 2016 Elektronický podpis: Karel Lemr (k.lemr@upol.cz)... PODPIS UCHAZE C E

2 ii OBSAH Obsah 1 Přihláška k habilitačnímu řízení 1 2 Strukturovaný životopis 2 3 Podrobný přehled vědecké činnosti 5 4 Podrobný přehled pedagogické činnosti 10 5 Přehled popularizační činnosti 12 6 Kopie dokladů o dosaženém vzdělání 13 7 Potvrzení o pedagogické činnosti 15 8 Potvrzení o podílu na publikacích 16

3 1 1 Přihláška k habilitačnímu řízení na Přírodovědecké fakultě Univerzity Palackého v Olomouci Uchazeč: Jméno, příjmení a tituly: Mgr. Karel Lemr, Ph.D. Datum a místo narození: 9. srpna 1984, Kadaň, Česká republika Adresa trvalého bydliště: Krameriova 141/27, Olomouc Telefon: k.lemr@upol.cz Obor habilitace: Optika a optoelektronika Habilitační práce: Kvantové zpracování informace s laditelným hradlem pro kontrolovanou změnu fáze (Quantum information processing with the tunable controlled-phase gate) Navrhovaná témata habilitační přednášky: 1. Kvantové zpracování informace s lineární optikou a jednotlivými fotony 2. Kvantové komunikační sítě budoucí Internet? 3. Kvantová hradla založená na interferenci fotonových párů Hodnotící ukazatele habilitačních řízení na UP v Olomouci: Požadavek Doporučeno Uchazeč Počet publikací ve vědeckých periodikách (+ 2 bez IF) Počet monografií Citace a ohlasy (bez autocitací) Soustavná pedagogická práce na VŠ 3 roky 4 roky (+ 3 roky před Ph.D.)

4 2 2 STRUKTUROVANÝ ŽIVOTOPIS 2 Strukturovaný životopis Osobní informace: Jméno, příjmení, titul: Karel Lemr, Ph.D. Trvalé bydliště: Datum a místo narození: Státní příslušnost: Rodinný stav: Krameriova 27, Olomouc 9. srpna 1984, Kadaň Česká republika ženatý, 1 syn Vzdělání: středoškolské: Slovanské gymnázium Olomouc, česko-francouzská sekce, zakončeno maturitní zkouškou bakalářšké: Přírodovědecká fakulta UP v Olomouci, obor Optika a optoelektronika, získán titul bakalář (Bc.) magisterské: Přírodovědecká fakulta UP v Olomouci, obor Optika a optoelektronika, získán titul magistr (Mgr.) doktorské: Přírodovědecká fakulta UP v Olomouci, obor Optika a optoelektronika, získán titul doktor (Ph.D.) Dosavadní zaměstnání: středoškolský profesor, Slovanské gymnázium Olomouc, výuka fyziky ve francouzském jazyce vědecký pracovník, Fyzikální ústav AV ČR vědecký pracovník, Univerzita Palackého v Olomouci 2012 současnost odborný asistent, Univerzita Palackého v Olomouci Ocenění: Cena Werner von Siemens nejlepší disertační práce, prosinec 2012 RCPTM annual award výroční cena Regionálního centra pokročilých technologií a materiálů, říjen 2013 Zahraniční pobyty a stáže: Quantum and non-linear optics Ph.D. summer school, , Hven, Švédsko, letní škola Research visit, Notre Dame University, Indiana (USA), červen říjen 2010 (3 měsíce), vědeckovýzkumná stáž Série krátkodobých pracovních pobytů, Adam Mickiewicz University (Polsko), čtyři týdenní návštěvy v letech

5 3 Profesní oblast zájmu: Teoretický a experimentální výzkum v oblasti kvantového zpracování informace, kvantová a nelineární optika. V současné době se věnuji implementaci lineárně-optických kvantových hradel pro kvantovou komunikaci a kvantové počítání. Součástí mé pracovní náplně je rovněž výuka a vedení kvalifikačních prací ve výše uvedené oblasti. Pět nejvýznamnějších publikací: ( označuje korespondujícího autora práce) K. Lemr, A. Černoch, J. Soubusta, K. Kieling, J. Eisert, and M. Dušek, Experimental implementation of the optimal linear-optical controlled phase gate, Phys. Rev. Lett. 106, (2011). K. Bartkiewicz, K. Lemr, A. Černoch, J. Soubusta, and A. Miranowicz, Experimental Eavesdropping Based on Optimal Quantum Cloning, Phys. Rev. Lett. 110, (2013). E. Meyer-Scott, M. Bula, K. Bartkiewicz, A. Černoch, J. Soubusta, T. Jennewein, and K. Lemr, Entanglement-based linear-optical qubit amplifier, Phys. Rev. A 88, (2013). K. Lemr, K. Bartkiewicz, A. Černoch, M. Dušek, and J. Soubusta, Experimental Implementation of Optimal Linear-Optical Controlled-Unitary Gates, Phys. Rev. Lett. 114, (2015). K. Bartkiewicz, K. Lemr, A. Černoch, and A. Miranowicz, Priority Choice Experimental Two- Qubit Tomography: Measuring One by One All Elements of Density Matrices, Sci. Rep. 6, (2016). v roli (hlavního) řešitele: Účast na řešení grantů: Vytvoření praktických úloh kvantové a nelineární optiky (FRVŠ G6 741/2011, MŠMT, 2011), řešitel Koherenční a nelineární optika vybrané kapitoly (studentská grantová soutěž UP Olomouc, PrF , 3/2010 2/2011), řešitel Lineárně-optické kvantové hradlo pro podmíněnou změnu fáze a jeho využití (GAČR P, ), řešitel, hodnoceno jako vynikající projekt v roli člena řešitelského kolektivu: Výzkumné centrum Optické struktury, detekční systémy a související technologie pro nízkofotonové aplikace (1M06002, MŠMT ČR, )

6 4 2 STRUKTUROVANÝ ŽIVOTOPIS Moderní metody ve studiu aplikované fyziky (OP VK CZ.1.07/2.2.00/ , MŠMT, ) Koherenční a nelineární optika vybrané kapitoly II (studentská grantová soutěž UP Olomouc, PrF , 3/2011 2/2012) Otevřená sít partnerství na bázi aplikované fyziky (OP VK CZ.1.07/ /17.014, MŠMT, ) Rozvoj výzkumného týmu regionálního centra pokročilých technologií a materiálů a jeho zapojení do mezinárodních sítí a projektů (OP VK CZ.1.07/2.3.00/ , MŠMT, ) Koherenční a nelineární optika vybrané kapitoly III (studentská grantová soutěž UP Olomouc, PrF , 3/2012 2/2013) Zapojení Regionálního centra pokročilých technologií a materiálů do mezinárodních sítí nanotechnologického a optického výzkumu (OP VK CZ.1.07/2.3.00/ , MŠMT, ) Rozvoj Regionálního centra pokročilých technologií a materiálů (RCPTM Plus) (NPU LO1305, MŠMT, ) Experimentální charakterizace a využití kvantově korelovaných fotonů (GAČR Y, ) Mezinárodní vědecká spolupráce (výběr): dr. Karol Bartkiewicz Adam Mickiewicz University (Polsko), (17 společných publikací) prof. Adam Miranowicz Adam Mickiewicz University (Polsko), RIKEN (Japonsko), (7 společných publikací) prof. Thomas Jennewein University of Waterloo (Kanada), (1 společná publikace) dr. Evan Meyer-Scott University of Waterloo (Kanada), (1 společná publikace)

7 5 3 Podrobný přehled vědecké činnosti Základní údaje o vědecké činnosti: Celkový počet publikací 29 (podle WoS) z toho jako první autor 12 z toho jako korespondující autor 20 Počet citací s vyloučením autocitací H-index 125 (podle WoS) 9 (podle WoS) Účast na řešení grantů z toho jako řešitel 3 12 (viz strukturovaný životopis) Účast na konferencích a seminářích zahraničních pracovišt 24 (podrobný přehled viz níže) z toho zvaná přednáška 5 z toho přihlášená přednáška 12 z toho vývěska 7 z toho jako člen organizačního týmu konference 2 Seznam publikací v časopisech s IF: ( označuje korespondujícího autora práce) [1] K. Lemr, J. Fiurášek, Preparation of entangled states of two photons in several spatial modes, Phys. Rev. A 77, (2008). [2] K. Lemr, J. Fiurášek, Conditional preparation of arbitrary superpositions of atomic Dicke states, Phys. Rev. A 79, (2009). [3] K. Lemr, A. Černoch, J. Subusta, J. Fiurášek, Experimental preparation of two-photon Knill-Laflamme-Milburn states, Phys. Rev. A 81, (2010). [4] K. Lemr, A. Černoch, J. Subusta, K. Kieling, J. Eisert, M. Dušek, Experimental Implementation of the Optimal Linear-Optical Controlled Phase Gate, Phys. Rev. Lett. 106, (2011). [5] K. Lemr, Preparation of Knill-Laflamme-Milburn states using a tunable controlled phase gate, J. Phys. B 44, (2011). [6] E. Halenková, A. Černoch, K. Lemr, J. Subusta, S. Drusová, Experimental implementation of the multifunctional compact two-photon state analyzer, Appl. Opt. 51, 474 (2012).

8 6 3 PODROBNÝ PŘEHLED VĚDECKÉ ČINNOSTI [7] K. Lemr, K. Bartkiewicz, A. Černoch, J. Soubusta, A. Miranowicz, Experimental linearoptical implementation of a multifunctional optimal qubit cloner, Phys. Rev. A 85, (R) (2012). [8] E. Halenková, K. Lemr, A. Černoch, J. Soubusta, Experimental simulation of a polarizationdispersion-fluctuating channel with photon pairs, Phys. Rev. A 85, (2012). [9] K. Lemr, A. Černoch, Optimal success probability of a tunable linear-optical controlled- PHASE gate, Phys. Rev. A 86, (2012). [10] K. Lemr, A. Černoch, J. Soubusta, M. Dušek, Entangling efficiency of linear-optical quantum gates, Phys. Rev. A 86, (2012). [11] M. Bula, K. Bartkiewicz, A. Černoch, K. Lemr, Entanglement-assisted scheme for nondemolition detection of the presence of a single photon, Phys. Rev. A 87, (2013). [12] K. Bartkiewicz, K. Lemr, A. Černoch, J. Soubusta, A. Miranowicz, Experimental Eavesdropping Based on Optimal Quantum Cloning, Phys. Rev. Lett. 110, (2013). [13] K. Lemr, A. Černoch, Linear-optical programmable quantum router, Opt. Comm. 300, (2013). [14] K. Bartkiewicz, K. Lemr, A. Černoch, J. Soubusta, Measuring nonclassical correlations of two-photon states, Phys. Rev. A 87, (2013). [15] K. Lemr, K. Bartkiewicz, A. Černoch, and J. Soubusta, Resource-efficient linear-optical quantum router, Phys. Rev. A 87, (2013). [16] E. Meyer-Scott, M. Bula, K. Bartkiewicz, A. Černoch, J. Soubusta, T. Jennewein, K. Lemr, Entanglement-based linear-optical qubit amplifier, Phys. Rev. A 88, (2013). [17] S. Lemrová, E. Reiterová, R. Fatěnová, K. Lemr, T.L.P. Tang, Money is Power: Monetary Intelligence Love of Money and Temptation of Materialism Among Czech University Students, Journal of Business Ethics 125, (2014). [18] K. Bartkiewicz, K. Lemr, A. Miranowicz, Direct method for measuring of purity, superfidelity, and subfidelity of photonic two-qubit mixed states, Phys. Rev. A 88, (2013). [19] K. Bartkiewicz, B. Horst, K. Lemr, A. Miranowicz, Entanglement estimation from Bell inequality violation, Phys. Rev. A 88, (2013). [20] K. Bartkiewicz, A. Černoch, K. Lemr, State-dependent linear-optical qubit amplifier, Phys. Rev. A 88, (2013). [21] K. Bartkiewicz, A. Černoch, K. Lemr, J. Soubusta, and M. Stobińska, Efficient amplification of photonic qubits by optimal quantum cloning, Phys. Rev. A 89, (2014). [22] K. Bartkiewicz, A. Černoch, K. Lemr, Using quantum routers to implement quantum message authentication and Bell-state manipulation, Phys. Rev. A 90, (2014).

9 7 [23] R. Machulka, K. Lemr, O. Haderka, M. Lamperti, A. Allevi, M. Bondani, Luminescenceinduced noise in single photon sources based on BBO crystals, J. Phys. B 47, (2014). [24] K. Bartkiewicz, A. Černoch, D. Javurek, K. Lemr, J. Soubusta, J. Svozilík, One-state vector formalism for the evolution of a quantum state through nested Mach-Zehnder interferometers, Phys. Rev. A 91, (2015). [25] K. Bartkiewicz, J. Beran, K. Lemr, M. Norek, A. Miranowicz, Quantifying entanglement of a two-qubit system via measurable and invariant moments of its partially transposed density matrix, Phys. Rev. A 91, (2015). [26] K. Bartkiewicz, P. Horodecki, K. Lemr, A. Miranowicz, K. Życzkowski, Method for universal detection of two-photon polarization entanglement, Phys. Rev. A 91, (2015). [27] K. Lemr, K. Bartkiewicz, A. Černoch, M. Dušek, and J. Soubusta, Experimental Implementation of Optimal Linear-Optical Controlled-Unitary Gates, Phys. Rev. Lett. 114, (2015). [28] K. Lemr, K. Bartkiewicz, A. Černoch, Scheme for a linear-optical controlled-phase gate with programmable phase shift, J. Opt. 17, (2015). [29] K. Bartkiewicz, K. Lemr, A. Černoch, A. Miranowicz, Priority Choice Experimental Two- Qubit Tomography: Measuring One by One All Elements of Density Matrices, Sci. Rep. 6, (2016). Tabulka impaktních faktorů časopisů a počet publikací uchazeče: Časopis Impaktní faktor Počet publikací uchazeče Physical Review Letters 7,512 3 Scientific Reports 5,578 1 Physical Review A 2, Journal of Optics 2,059 1 Journal of Physics B 1,975 2 Applied Optics 1,784 1 Optics Communications 1,449 1 Journal of Business Ethics 1,326 1 Přehled vystoupení na konferencích a zahraničních seminářích: (uchazeč je ve všech níže uvedených případech prezentujícím autorem) [1] K. Lemr, J. Fiurášek, Preparation of entangled states of two photons in several spatial modes, (Solvay workshop, Brussels, 05/2008), vývěska

10 8 3 PODROBNÝ PŘEHLED VĚDECKÉ ČINNOSTI [2] K. Lemr, J. Fiurášek, Preparation of entangled states of two photons in several spatial modes, (CEWQO, Beograd, 06/2008), přednáška [3] K. Lemr, J. Fiurášek, Conditional preparation of arbitrary superpositions of atomic Dicke states, (CEWQO, Turku, 05/2009), vývěska [4] K. Lemr, J. Fiurášek, Conditional preparation of arbitrary superpositions of atomic Dicke states, (ICSSUR, Olomouc, 06/2009), přednáška, člen organizačního týmu [5] K. Lemr, A. Černoch, J. Soubusta, J. Fiurášek, Experimental preparation of two-photon Knill-Laflamme-Milburn states, (QIPC, Roma, 09/2009), vývěska [6] K. Lemr, Quantum information processing in Olomouc, (Department seminary, Notre Dame, USA, 08/2010), zvaná přednáška [7] K. Lemr, A. Černoch, J. Soubusta, K. Kieling, J. Eisert, M. Dušek, Experimental implementation of the optimal linear-optical controlled phase gate, (ICSSUR, Foz do Iguaçu, 05/2011), přednáška [8] K. Lemr, A. Černoch, J. Soubusta, K. Kieling, J. Eisert, M. Dušek, Experimental implementation of the optimal linear-optical controlled phase gate, (CEWQO, Madrid, 06/2011), přednáška [9] K. Lemr et al., Quantum information in the Joint Laboratory of Optics last three years of photon pairs, (MCIN, Olomouc, 04/2012), přednáška [10] K. Lemr, K. Bartkiewicz, A. Černoch, J. Soubusta, A. Miranowicz, Multifunctional optimal quantum cloner, (Quantum 2012, Torino, 05/2012), přednáška [11] K. Lemr, K. Bartkiewicz, A. Černoch, J. Soubusta, A. Miranowicz, Multifunctional optimal quantum cloner, (CEWQO, Sinaia, 07/2012), přednáška [12] K. Lemr, A. Černoch, J. Soubusta, M. Dušek, Entangling efficiency of linear-optical quantum gates, (CPS, Ostravice, 09/2012), vývěska, člen organizačního týmu [13] K. Lemr, K. Bartkiewicz, A. Černoch, J. Soubusta et al., Quantum computing in RCPM - recent progress in our lab, (RCPTM annual meeting, Hrubá Voda, 09/2012), přednáška [14] K. Lemr et al., Quantum information in the Joint Laboratory of Optics - last three years of photon pairs, (QEIB, Poznań, 10/2012), zvaná přednáška [15] K. Lemr, A. Černoch, J. Soubusta, K. Kieling, J. Eisert, M. Dušek, Optimal linear-optical tunable controlled phase gate and related research, (QEIB, Poznań, 10/2012), zvaná přednáška [16] K. Lemr, Regional Centre of Advanced Technologies and Materials, (Department seminary, AMU, Poznań, 05/2013), zvaná přednáška

11 9 [17] K. Lemr et al., Optimal linear-optical tunable controlled phase gate and its applications, (CEWQO 2013, Stockholm, 06/2013), přednáška [18] K. Lemr et al., Optimal linear-optical tunable controlled phase gate and its applications, (ICSSUR 2013, Nurnberg, 06/2013), vývěska [19] K. Lemr, K. Bartkiewicz, A. Černoch, J. Soubusta, Linear-optical quantum routers, (QEINO 2013, Poznaň, 10/2013), zvaná přednáška [20] K. Lemr et al., Designing and building active elements for quantum communications networks - a.k.a. towards the quantum Internet, (RCPTM annual meeting, Dolní Morava, 10/2013), přednáška [21] K. Bartkiewicz, A. Černoch, K. Lemr, State-dependent linear-optical qubit amplifier, (CEWQO 2014, Brussels, 06/2014), vývěska [22] K. Bartkiewicz, A. Černoch, K. Lemr, Linear-optical qubit amplifier with tunable fidelity, (Polish-Slovak-Czech optical conference 2014, Wojanów, 09/2014), vývěska [23] K. Lemr, K. Bartkiewicz, A. Černoch, M. Dušek, J. Soubusta, Experimental implementation of optimal linear-optical controlled-unitary gates, (CEWQO 2015, Warsaw, 07/2015), přednáška [24] K. Lemr, Quantum information: where philosophy meets engineering, (RCPTM annual meeting, Devět skal, 09/2015), přednáška Recenzní činnost v časopisech s IF: Physical Review Letters 4 Physical Review A 3 Physical Review Applied 1 Scientific Reports 2 European Physical Journal D 1 Journal of the Optical Society of America B 3 Modern Physics Letters B 3 Optics Letters 1 Physica Scripta 1 Quantum Information and Computation 1 Quantum Information Processing 1

12 10 4 PODROBNÝ PŘEHLED PEDAGOGICKÉ ČINNOSTI 4 Podrobný přehled pedagogické činnosti Výuka v předmětech na PřF UP v Olomouci: Experimentální metody 3 (SLO/BEM3), hodinová dotace: 3 hod./týden, podíl na výuce: 1/12, výuka proběhla 4 (ZS, ak. roky 2009/ /2013) Experimentální metody nanofotoniky (SLO/BENF), nástupce předmětu SLO/BEM3, hodinová dotace: 3 hod./týden, podíl na výuce: 1/12, výuka proběhla 3 (ZS, ak. roky 2013/2014 současnost) Zdroje a detektory pro nanofotoniku (SLO/BZDF), hodinová dotace: 3 hod./týden, podíl na výuce: 1/2, výuka proběhla 3 (ZS, ak. roky 2013/2014 současnost) Základy fotoniky 1 (SLO/ZF1), hodinová dotace 2 hod./týden, podíl na výuce: 2/3, výuka proběhla 3 (LS, ak. roky 2013/2014 současnost) Fyzikální teorie barev (SLO/FTB), hodinová dotace 2 hod./týden, podíl na výuce: 1/1, výuka proběhla 1 (ZS, ak. roky 2015/2016 současnost) Příprava nových předmětů: Praktikum z informatické fyziky (SLO/PIF), podíl na plánování obsahu předmětu Fyzikální teorie barev (SLO/FTB), samostatná příprava nového předmětu, garant předmětu diplomové práce Vedení kvalifikačních prací: M. Bula, Návrh a konstrukce lineárně-optických zařízení pro kvantovou komunikaci, od 2012, plánovaný termín obhajoby: květen 2016, dosavadní výstupy: 2 impaktované publikace ve Phys. Rev. A V. Trávníček, Konstrukce a charakterizace zdroje tří fotonů, od 2015 bakalářské práce M. Bula, Experimentální realizace vláknového Machova-Zehnderova interferometru s děliči s proměnnými dělicími poměry, , obhájena 27. srpna 2012 V. Trávníček, Charakterizace rozmítací kamery pro časově rozlišenou spektroskopii, , obhájena 24. srpna 2015

13 11 J. Beran, Teoretická a experimentální studie hradla pro kontrolovanou změnu fáze, od 2014, dosavadní výstupy: 1 impaktovaná publikace ve Phys. Rev. A R. Jusku, Měření časově rozlišených spekter vybraných chemických látek, od 2015 J. Jašek, Generace náhodných čísel prostřednictvím vybraných kvantově-fyzikálních jevů, od 2016 J. Roik, Testování a kalibrace RGB kolorimetrů, od 2016 Tvorba studijních materiálů: K. Lemr, Sbírka experimentálních úloh z kvantové a nelineární optiky (v rámci FRVŠ G6 741/2011) Středoškolská pedagogická činnost : výuka fyziky ve francouzském jazyce, Slovanské gymnázium Olomouc ( )

14 12 5 PŘEHLED POPULARIZAČNÍ ČINNOSTI 5 Přehled popularizační činnosti Seznam popularizačních publikací: [1] K. Lemr, Využití open source v laboratoři kvantové optiky, Open-Magazin 1/2010, (2010). [2] A. Černoch, O. Haderka, E. Halenková, M. Hamar, D. Javůrek, K. Lemr, R. Machulka, V. Michálek, J. Peřina, J. Soubusta, and J. Svozilík, Experimentální kvantová optika ve Společné laboratoři optiky, Jemná mechanika a optika 1/2012, (2012). [3] K. Lemr, Na cestě ke kvantovému počítači, Jemná mechanika a optika 1/2016, 18 (2016). Přednášky v rámci popularizační činnosti: [1] K. Lemr, Kvantový internet, (RCPTM, Olomouc, 12/2013), přednáška [2] K. Lemr, Kvantový internet, (Fyzikální kaleidoskop, 01/2014), přednáška Tvorba popularizačních materiálů: cyklus (Nez)kreslená věda, 6. díl O tajemství mikrosvěta, kreslený popularizační snímek AV ČR, odborný garant uvedeného dílu Rozhovory pro sdělovací prostředky: Rozhovor pro Lidové noviny (Eva Vlčková, 5. prosince 2012) při příležitosti získání Ceny Siemens 2012 Češi radí, jak šifrovat světlem, Eva Vlčková, Lidové noviny , str. 19 Citlivá data budou díky vědcům bezpečnější, Vlasta Hradilová, Právo , Střední v východní Morava, str. 15 Rozhovor o kvantové informatice pro Český rozhlas Olomouc v pořadu Přímo z místa, pořad Lovci záhad, brána rychlosti (Česká televize Déčko), prezentace významné publikace ve zprávách České televize (Události v regionu severní Morava),

15

16

17

18