IQC celebrates women in mathematics

Debbie Leung 

Faculty, IQC 
Professor, Combinatorics and Optimization, University of Waterloo 

1. How did you get your start in mathematics and what is your educational background? What do you like most about mathematics?  
 
By accident, I had an opposite school schedule than my four siblings. Without many toys, internet, nor company, the textbooks from my older siblings (especially those with mathematics problems and atlases) were major sources of entertainment in my alone time. Later, I got into DIY optics, stargazing and then cosmology, so I took undergraduate majors of mathematics and physics as preparations. That turned out very helpful when I switched into quantum information in my early months in graduate school.  

I received undergraduate degrees in mathematics and in physics from Caltech, then earned my MSc and PhD in physics from Stanford University. 

I am obsessed with finding out whether something is true or not, and in mathematics there is the additional thrill of proving so. 

2. What is your current role and research area at IQC? Are there any accomplishments that you would like to highlight?  

I am a faculty member at IQC and a full professor in the Department of Combinatorics and Optimization at the University of Waterloo. I specialized in the theory of quantum communications and quantum information, which is concerned with the properties of quantum data and how best to transmit them. 

Recently, my collaborators and I found special quantum error correcting codes using novel quantum effects to communicate at a higher rate unattainable otherwise. 
 
3. What is your experience as a woman in mathematics and what advice would you give to women who are interested in pursuing a future in this field? 

My experience has been mostly gender unspecific. It would have been nice to see more women in my field, but most researchers were kind and supportive to me. 
 
A researcher and their research are in a special relationship that is no one else's business. Given this distance, it is easier to benefit from mentoring or peer influence, but with less risk of being overwhelmed or discouraged. 

Sara Zafar Jafarzadeh 

Postdoctoral Fellow, IQC 
Combinatorics and Optimization, University of Waterloo 

1. What is your educational background and how did you get your start in mathematics? What is your experience as a woman in this field? 

Protecting the privacy and safety of our digital communication became a priority for me during my master’s studies in machine learning and AI. That's when I decided to pursue cryptography. I have earned a PhD in computer science from Université de Montréal, during which I worked on quantum cryptography with Dr. Gilles Brassard and Dr. Louis Salvail. 

I am delighted by how we, as academics, are encouraging girls and young women to enjoy mathematics and consider pursuing math as a career. I think we should continue to do that in academia and in our everyday lives. 

2. What is your current role and research area at IQC? Are there any accomplishments that you would like to highlight?  

I am a post-doctoral fellow under the supervision of Dr. Michele Mosca. My main research area is quantum safe cryptography. 

I am passionate about the applications of mathematics to cryptography and quantum computing, and I love teaching! I enjoy disseminating my knowledge to general audiences and have participated in many of IQC’s outreach activities. At the 2022 Quantum Key Distribution (QKD) Summer School for graduate students and young postdoctoral fellows, I gave a lecture on information theoretic security.  

Additionally, I co-instructed the introduction to quantum information processing, an undergraduate level course offered at the University of Waterloo to students in mathematics, computer science, and computer engineering programs. I have also been invited to give talks and presentations to leading cryptography conferences 

3. What is it that you like about mathematics the most and what advice would you give to women who are interested in pursuing a future in this field? 

Mathematics is the universal language used to describe everything – from the core laws of physics to how we manage our financial assets. I love its plethora of applications and how mathematics plays a crucial role in modern cryptography. 

My advice to the future generation is “don't overthink it.” You don't need to be top of your class to pursue a career/education in STEM. Mathematics is gender neutral. Women can pursue a career in mathematics with different levels of mathematical understanding and are no way different from male mathematicians. 

Kelly Wurtz 

PhD Student, IQC 
Applied Math, University of Waterloo 

1. What is your educational background and how did you get your start in mathematics? What is your experience as a woman in this field?  

I went to my undergraduate university to study film. While there, I started taking physics classes out of interest, and liked them so much I ended up getting a second major in physics. By the end, I was so in love with physics that I put film behind me and started figuring out what I had to do to get a PhD. I was most drawn to the mathematical, fundamental aspects of physics, and that’s what drew me to theoretical physics and landed me in the Department of Applied Mathematics PhD program at the University of Waterloo. As for my experience as a woman in this field, while I find women are very much underrepresented in my research areas, I have always felt I am treated as an equal by my peers here.  

2. What is your current role and research area at IQC? Are there any accomplishments that you would like to highlight?  

I’m currently a second-year PhD student doing research in relativistic quantum information. My first PhD paper was accepted for publication a few weeks ago! It looks at the entanglement structure of the vacuum state of a quantum field. 

3. What is it that you like about mathematics the most and what advice would you give to women who are interested in pursuing a future in this field?  

In physics, mathematics provides a unique lens into the universe. Many scientific discoveries were predicted purely based on mathematics decades before we gained direct physical evidence for them. While theories must still be confirmed by experiment, it’s amazing that math alone enables us to push the frontiers of knowledge about the world we live in.  

To women interested in pursuing a future in this field, I would say to expect self-doubt, expect doubt from others, and to expect these things to often be more challenging than the mathematics itself. But know that anyone who has passion and puts in the time and focus has the potential to contribute something to the field of mathematics. 

Jennifer Zhu 

PhD Student, IQC 
Pure Math, University of Waterloo 

1. What is your educational background and how did you get your start in mathematics? What is your experience as a woman in this field?  

I received my bachelor’s degree in mathematics from UC Berkeley in 2018. To be frank – I did not like math enough to consider it as a vocation until I took my first real analysis course. This was the first class in which I felt the problems were puzzles on which I could dwell all day, rather than computations made to achieve an end. I chased that feeling into graduate school, first starting my PhD at Texas A&M University in 2019, then transferring to the University of Waterloo in 2021 with my advisor.  

I have met the most compassionate and steadfast people through mathematics, but I still hear sexist remarks and see how old traditions do not work for — or outright harm — those who do not conform to normative gender roles. I am grateful for all the people before me who have done work combatting these issues. 

2. What is your current role and research area at IQC? Are there any accomplishments that you would like to highlight?  

My connection to the IQC is through their interdisciplinary graduate program. My home department is the Department of Pure Mathematics, and my interests are in the intersection of operator algebras and quantum information theory.  

The Operator Algebras Mentor Network is an organization that is devoted to advocating for and supporting operator algebraists who have faced or may face negative bias due to gender identity or expression — this includes women, non-binary people, and transgender people. I have been a member of its Board of Directors for the past year, and it has become an organization dear to my heart. 

3. What is it that you like most about mathematics and what advice would you give to women who are interested in pursuing a future in this field?  

There is great joy in the mutual understanding mathematicians reach after long discussions. This, to me, is fundamentally what mathematics is — understanding and being understood. (William P. Thurston explains this much more eloquently than I can in his essay “On Proof and Progress in Mathematics.”) I regret having worked in solitude as much I did in undergrad. Despite the unchecked egos that run rampant in mathematical social circles, I think it is worth putting forth some effort in finding people with whom you can do mathematics together. 

Debbie Leung

Professeure, IQC
Professeure, Département de combinatoire et d’optimisation, Université de Waterloo

1. Parlez-nous de vos débuts en mathématiques et de votre parcours scolaire. Quel est votre aspect préféré des mathématiques?

Enfant, mon horaire scolaire était, par pur hasard, complètement différent de celui du reste de la maisonnée. Seule, sans trop de jouets (c’était avant l’avènement d’Internet), les manuels d’école de mes aînés (surtout ceux qui regorgeaient de problèmes de mathématiques et les atlas) étaient mes principales sources de divertissement. Plus tard, passionnée par le bricolage de dispositifs d’optique, par l’observation des étoiles, puis par la cosmologie, j’ai choisi des majeures de premier cycle en mathématiques et en physique pour me préparer. Un choix qui s’est avéré judicieux lorsque j’ai décidé de me réorienter en information quantique dans les premiers mois de mon parcours aux études supérieures.

J’ai décroché des diplômes de premier cycle en mathématiques et en physique de Caltech, puis j’ai obtenu une maîtrise et un doctorat de l’Université Stanford.

Je suis animée par une soif de vérité, et les mathématiques viennent satisfaire cet aspect de ma personnalité.

2. Quels sont votre rôle et votre domaine de recherche à l’IQC? Avez-vous des réussites précises à souligner?

Je suis membre du corps professoral de l’IQC et professeure titulaire au Département de combinatoire et d’optimisation de l’Université de Waterloo. Je me spécialise dans la théorie de la communication quantique et de l’information quantique, qui portent sur les propriétés des données quantiques et les meilleurs vecteurs de diffusion.

Dernièrement, mes collègues et moi avons découvert des codes de correction quantiques spéciaux utilisant des effets novateurs pour communiquer à une vitesse inédite.
 
3. Décrivez votre expérience en tant que femme dans les mathématiques. Quel conseil donneriez-vous à une collègue désireuse de se frayer un chemin dans le domaine?

Mon expérience a peu à voir avec mon statut de femme. J’aurais bien aimé avoir plus de collègues féminines, mais la plupart des chercheurs se sont montrés gentils et encourageants avec moi.
 
Le chercheur entretient une relation unique avec ses travaux qui ne concerne personne d’autre. Cette distance facilite le travail du mentor ou l’influence des pairs, tout en réduisant les risques de surmenage ou de découragement.

Sara Zafar Jafarzadeh

Stagiaire postdoctorale, IQC
Département de combinatoire et d’optimisation, Université de Waterloo

1. Parlez-nous de votre parcours scolaire et de vos débuts en mathématiques. Quelle a été votre expérience en tant que femme dans le domaine?

Pendant ma maîtrise en apprentissage machine et en IA, j’ai fait de la protection de la vie privée et de la sécurisation des communications numériques mes chevaux de bataille. C’est à ce moment que j’ai choisi de me diriger vers la cryptographie. J’ai décroché un doctorat en informatique de l’Université de Montréal, au cours duquel j’ai travaillé sur la cryptographie quantique avec les professeurs Gilles Brassard et Louis Salvail.

Je suis ravie de constater qu’en tant qu’universitaires, nous encourageons les filles et les jeunes femmes à aimer les mathématiques et à envisager d’en faire une carrière. Je pense que c’est une aspiration qu’il faut poursuivre, dans le monde universitaire et au quotidien.

2. Quels sont votre rôle et votre domaine de recherche à l’IQC? Avez-vous des réussites précises à souligner?

Je fais un postdoctorat dirigé par le professeur Michele Mosca. Mon principal domaine de recherche est la cryptographie quantique sécurisée.

J’ai une passion pour l’application des mathématiques à la cryptographie et à l’informatique quantique, et j’adore enseigner! J’aime transmettre mon savoir au grand public et j’ai participé à bon nombre des activités de vulgarisation de l’IQC. En 2022, à l’école d’été sur la distribution quantique de clés (DQC) pour les étudiants aux cycles supérieurs et les jeunes stagiaires postdoctoraux, j’ai donné une conférence sur la sécurité inconditionnelle.

J’ai aussi donné conjointement un cours d’introduction au traitement de l’information quantique, offert aux étudiants de premier cycle des programmes de mathématiques, d’informatique et de génie informatique de l’Université de Waterloo. J’ai également été invitée à donner des exposés et des présentations dans des conférences renommées sur la cryptographie.

3. Quel est votre aspect préféré des mathématiques? Quel conseil donneriez-vous à une femme désireuse de se frayer un chemin dans le domaine?

Les mathématiques, c’est un langage universel qui sert à décrire tout ce qui nous entoure, des lois fondamentales de la physique à la gestion financière. J’aime le fait que les mathématiques aient tant d’applications, et leur rôle crucial dans la cryptographie moderne.

Mon conseil aux prochaines générations? Ne vous perdez pas en réflexions. Pas besoin d’être une première de classe pour entreprendre une carrière ou des études dans les STIM. Les mathématiques, ce n’est pas genré. Des femmes aux connaissances variées dans le domaine peuvent embrasser une carrière en mathématiques; elles ne sont pas différentes de leurs collègues masculins.

Kelly Wurtz 

Étudiante au doctorat, IQC
Département de mathématiques appliquées, Université de Waterloo

1. Parlez-nous de vos débuts en mathématiques et de votre parcours scolaire. Décrivez votre expérience en tant que femme dans le domaine.

J’ai commencé mes études universitaires en cinéma, puis je me suis mise à suivre des cours de physique pour le plaisir. De fil en aiguille, je me suis pris au jeu j’ai fini par me lancer dans une deuxième majeure en physique. Je suis devenue tellement passionnée que j’ai laissé tomber le cinéma pour me diriger vers un doctorat en physique. Attirée par les aspects mathématiques et fondamentaux de la physique avant tout, je me suis tournée vers la physique théorique et j’ai atterri au programme de doctorat du Département de mathématiques appliquées de l’Université de Waterloo. Pour ce qui est de mon expérience en tant que femme dans le domaine, même si je constate que mes collègues féminines sont grandement sous-représentées, je n’ai jamais eu l’impression d’être traitée différemment.

2. Quels sont votre rôle et votre domaine de recherche à l’IQC? Avez-vous des réussites précises à souligner?

J’en suis à ma deuxième année de doctorat et je fais de la recherche sur l’information quantique relativiste. Mon premier article de doctorat vient de recevoir le feu vert pour la publication il y a quelques semaines! Il porte sur la structure d’intrication d’un vide compris dans un champ quantique.

3. Quel est votre aspect préféré des mathématiques? Quel conseil donneriez-vous à une femme désireuse de se frayer un chemin dans le domaine?

En physique, les mathématiques donnent une vision unique de l’univers. De nombreuses découvertes scientifiques ont été prédites en se basant purement sur les mathématiques des décennies avant l’obtention de preuves tangibles directes. Si les théories doivent encore être confirmées par l’expérience, c’est incroyable de voir comment les mathématiques sont capables de repousser par elles-mêmes les frontières des connaissances sur le monde dans lequel nous vivons.

Aux femmes souhaitant entreprendre une carrière dans le domaine : attendez-vous à douter de vous-mêmes et à ce que les autres doutent de vous, et ne vous surprenez pas si ces doutes vous donnent plus de fil à retordre que les mathématiques mêmes. Mais il faut se rappeler que quiconque est passionné, et met le temps et les efforts a le potentiel d’apporter sa pierre à l’édifice des mathématiques.

Jennifer Zhu 

Étudiante au doctorat, IQC
Département de mathématiques pures, Université de Waterloo

1. Parlez-nous de vos débuts en mathématiques et de votre parcours scolaire. Décrivez votre expérience en tant que femme dans le domaine.

J’ai obtenu mon baccalauréat en mathématiques de l’Université de Californie à Berkeley en 2018. Pour être honnête, ce n’est pas avant mon premier cours d’analyse réelle que j’ai eu assez la bosse des mathématiques pour envisager d’en faire une carrière. C’est le premier cours où j’ai eu l’impression que les problèmes étaient des casse-têtes auxquels j’aurais pu m’attarder toute la journée, et non des calculs au but précis. Désireuse de retrouver cette flamme pendant mes études de deuxième cycle, j’ai commencé mon doctorat à l’Université A&M du Texas en 2019, avant de faire le saut à l’Université de Waterloo en 2021 avec la personne qui me conseillait.

J’ai rencontré des gens absolument empathiques et inébranlables en mathématiques, mais j’entends encore des remarques sexistes et je remarque que les anciennes traditions peuvent entrer en conflit avec les personnes qui ne se conforment pas aux rôles normatifs de genre, et même leur nuire. Je suis reconnaissante à toutes les personnes qui nous ont ouvert le chemin.

2. Quels sont votre rôle et votre domaine de recherche à l’IQC? Avez-vous des réussites précises à souligner?

Mon lien avec l’IQC est dans le cadre de mon programme de cycle supérieur interdisciplinaire. Je suis rattachée au Département de mathématiques pures, et mes intérêts sont au croisement de l’algèbre d’opérateurs et de la théorie de l’information quantique.

Le réseau de mentorat en algèbre d’opérateurs est une organisation qui se consacre à la défense et au soutien des algébristes d’opérateurs qui ont vécu ou qui vivent des préjugés en raison de leur identité ou de leur expression de genre (femmes, personnes non binaires, personnes transgenres). J’ai siégé au conseil d’administration de cette organisation dans la dernière année et elle occupe une place spéciale dans mon cœur.

3. Qu’aimez-vous le plus des mathématiques et quel conseil donneriez-vous à une femme désireuse de se frayer un chemin dans ce domaine?

Une grande joie réside dans la compréhension mutuelle qu’atteignent les mathématiciens après de longues discussions. Comprendre et être comprise : voilà pour moi une composante fondamentale des mathématiques. (William P. Thurston l’explique de manière bien plus éloquente que moi dans son essai On Proof and Progress in Mathematics.) Je regrette d’avoir travaillé autant en solitaire pendant mes études de premier cycle. Malgré le règne des gros ego dans le milieu, je pense qu’il vaut la peine de faire des efforts pour trouver des personnes avec qui collaborer.