Projektbeschreibung
Quantenunregelmäßigkeiten in Quanteninformationsbauelementen auf dem Prüfstand
In der Informationstheorie misst die Entropie die Zufälligkeit oder Unsicherheit in einem System. Sie gilt insbesondere in der Theorie der Quantenkommunikation oder der Quantenalgorithmen als ein Grundkonzept. Das im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen finanzierte Projekt TITAN verfolgt das Ziel, die in der Quanteninformationsverarbeitung bisher kaum erforschten Entropieungleichmäßigkeiten weiter zu untersuchen. Das Projekt wird die Entropieänderungen von Quantengattern und -kanälen erkunden, die Teil einer Kodierungs- oder Dekodierungsschaltung sein oder als Knotenpunkte in einem neuronalen Quantennetzwerk dienen können. Ein fortgeschrittenes Rahmenwerk, das Entropieungleichmäßigkeiten beschreibt, sollte die Entwicklung der Quantenbauelemente der nächsten Generation voranbringen.
Ziel
Recent technological advances allow to build revolutionary devices for information processing by making use of quantum mechanics. Most strikingly, quantum communication allows to transmit information with physical security guarantees and quantum algorithms solve problems that are otherwise computationally unfeasible. Having such quantum technologies in sight, it becomes imperative to investigate what can be achieved in practice but also what the ultimate limitations are. Since both questions are fundamentally concerned with processing information, it is natural to seek an information theoretic approach to find an answer.
Entropy inequalities are among the most important tools in the theory of classical and quantum information processing. They have been successfully applied to bound the information flow in classical information networks and to understand the inner workings of deep neural networks. However, in the quantum case our understanding of such inequalities is currently lacking. Most importantly, the quantum information community is missing a developed theory regarding conditioning on quantum systems. This fact hinders us in fully judging the potential impact of modern quantum technologies, since one is not able to effectively determine the properties of the underlying operations.
I propose to set up a conceptually novel information-theoretic framework to quantify practical advantages of quantum-based devices for network communication and machine learning, by mitigating the quantum conditioning problem. I will develop entropic inequalities that describe the change of entropy under specific operations, in particular, quantum gates and channels that can be part of an encoding or decoding circuit for quantum communication, a quantum internet or act as nodes in a quantum neural network. I will develop a framework that allows to prove such entropy inequalities, on a unified basis and employ them to better understand these important technologies of the future.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
- Naturwissenschaften Informatik und Informationswissenschaften Internet
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Quantenphysik
- Technik und Technologie Elektrotechnik, Elektronik, Informationstechnik Elektrotechnik Hardware Quantencomputer
- Naturwissenschaften Informatik und Informationswissenschaften künstliche Intelligenz maschinelles Lernen
- Naturwissenschaften Informatik und Informationswissenschaften künstliche Intelligenz Computational Intelligence
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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H2020-EU.1.3. - EXCELLENT SCIENCE - Marie Skłodowska-Curie Actions
HAUPTPROGRAMM
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H2020-EU.1.3.2. - Nurturing excellence by means of cross-border and cross-sector mobility
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
(öffnet in neuem Fenster) H2020-MSCA-IF-2020
Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigenKoordinator
Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
80333 Muenchen
Deutschland
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.