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CORDIS - Resultados de investigaciones de la UE
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State-of-the-art simulations of quantum many-body systems with the next-generation tensor network algorithms

Descripción del proyecto

Una simulación cuántica avanzada de muchos cuerpos con una precisión sin precedentes

Los sistemas microscópicos o cuánticos formados por muchas partículas que interactúan —los llamados sistemas cuánticos de muchos cuerpos— pueden mostrar fenómenos espontáneos emergentes que son exóticos y únicos, lo que abre la puerta a oportunidades de aplicaciones sin precedentes. Sin embargo, como la mayoría de ellos se han descubierto por casualidad y la física que los sustenta es poco conocida, estamos lejos de poder controlarlos. La simulación de estos sistemas, ya sea de forma experimental o teórica, puede abordar este reto. El proyecto NexGenTeN, financiado con fondos europeos, desarrollará el campo de los algoritmos de red tensorial, que ha sido decisivo en la simulación de sistemas cuánticos de muchos cuerpos para obtener una precisión y una visión sin precedentes.

Objetivo

One of the biggest and most relevant challenges in physics is the accurate study of strongly correlated quantum many-body systems, which give rise to very remarkable phenomena like high-Tc superconductivity (HTSC), quantum spin liquids with topological order, and other novel phases of matter. Understanding these systems is the key to designing new materials and quantum devices for future groundbreaking technologies. In recent years enormous progress in the study of these systems has been achieved with two-dimensional tensor network algorithms, which can be seen as a generalization of the powerful density-matrix renormalization group method to higher dimensions. While already the current algorithms are very powerful and outperform other state-of-the-art approaches, the development of new algorithms with a higher accuracy and broader application range is crucial to enable to solve the most pressing open problems.

Building upon my previous breakthroughs in this field, I will develop the next generation of tensor network algorithms, including novel powerful methods for ground states, time evolution, spectral functions, finite temperature, open systems, and multi-scale approaches. I will use them for groundbreaking simulations of relevant open problems in several fields with unprecedented accuracy. Major milestones include (1) simulations of realistic models of cuprate materials in order to shed new light on the pseudogap phase and pairing mechanism in HTSC, (2) cutting-edge simulations of frustrated materials to reveal the nature of excitations and thermodynamic properties of quantum spin liquids and other challenging states, and (3) predictions of novel states of matter in SU(N) and open quantum systems which can be realized in experimental quantum simulators. This ambitious project will strongly advance our fundamental understanding of strongly correlated systems and set a new state-of-the-art in simulating quantum many-body problems.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

Palabras clave

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

ERC-COG - Consolidator Grant

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) ERC-2020-COG

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Institución de acogida

UNIVERSITEIT VAN AMSTERDAM
Aportación neta de la UEn
€ 1 999 630,00
Coste total
€ 1 999 630,00

Beneficiarios (1)