Opis projektu
Badanie nieuporządkowania kwantowego w kwantowych urządzeniach informacyjnych
W teorii informacji entropia jest stopniem miary losowości lub niepewności w układzie. To jedno z podstawowych pojęć teorii komunikacji kwantowej oraz zagadnień z zakresu algorytmów kwantowych. Finansowany z działań „Maria Skłodowska-Curie” projekt TITAN ma przyczynić się do dalszego prowadzenia badań nad nierównościami entropii, nadal słabo zbadanymi w kontekście kwantowego przetwarzania informacji. W ramach projektu zbadane zostaną zmiany entropii bramek i kanałów kwantowych, które mogą być częścią obwodu kodującego lub dekodującego albo działać jako węzły kwantowej sieci neuronowej. Zaawansowane ramy opisujące nierówności entropii powinny pomóc w projektowaniu urządzeń kwantowych nowej generacji.
Cel
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.
Dziedzina nauki (EuroSciVoc)
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
- nauki przyrodniczeinformatykainternet
- nauki przyrodniczenauki fizycznefizyka kwantowa
- inżynieria i technologiainżynieria elektryczna, inżynieria elektroniczna, inżynieria informatycznainżynieria elektronicznasprzęt komputerowykomputer kwantowy
- nauki przyrodniczeinformatykasztuczna inteligencjauczenie maszynowe
- nauki przyrodniczeinformatykasztuczna inteligencjainteligencja obliczeniowa
Aby użyć tej funkcji, musisz się zalogować lub zarejestrować
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Koordynator
80333 Muenchen
Niemcy