Description du projet
Des systèmes quantiques insensibles aux changements thermiques pourraient permettre des avancées dans le stockage futur de l’information
Le temps de relaxation des systèmes quantiques complexes vers un comportement thermique est généralement rapide s’ils sont livrés à eux-mêmes, tout comme des glaçons déposés dans une boisson sont censés fondre. Cela pourrait constituer un sérieux obstacle au développement des futurs systèmes de stockage quantique, car ils ne seraient pas en mesure de récupérer les données. De nouvelles études suggèrent qu’un système quantique pourrait résister aux changements thermiques de son environnement grâce à un mécanisme connu sous le nom de rupture d’ergodicité, qui «gèle» le système dans un état proche de son état initial pendant une très longue période. Financé par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet EBQM étudiera en profondeur deux mécanismes de rupture d’ergodicité: la localisation de nombreux corps et les verres quantiques. Une compréhension plus approfondie de ces mécanismes pourrait aider à concevoir une matière quantique insensible à la thermalisation.
Objectif
Left to their own devices, typical physical systems will eventually reach thermal equilibrium with their environment. While a familiar feature of life in the classical world – think of ice melting in a drink, or coffee cooling to room temperature – this process of thermalisation can pose a serious problem for quantum technologies.
When a physical system thermalises, any information once contained in it is scrambled, essentially lost to the environment - the coffee does not ‘remember’ it was once hot, nor does the drink ‘remember’ it once contained an ice cube. The same principle holds true for quantum systems: if they undergo thermalisation, they will effectively have lost all information about how they were initially prepared. For future quantum technologies which will rely on the storage and retrieval of information (such as quantum computers), this loss of memory could be disastrous.
It turns out to be possible to prevent quantum systems from thermalising through a mechanism known as ergodicity breaking, which 'freezes' the system close to its initial state for a very long - possibly even infinite - amount of time. This is most commonly achieved through the addition of disorder. There are two key examples of so-called 'strong ergodicity breaking', namely many-body localisation (MBL) and quantum glasses. Both exhibit very different properties - MBL is a property of highly excited states of quantum systems that requires them to be isolated from their surroundings, whereas quantum glasses are low temperature states which exhibit a remarkable robustness towards coupling with their environment. While both effects are ostensibly of different origin, there is good reason to believe that they are deeply linked, and that by combining the strengths of both, we may be able to theoretically engineer robust mechanisms for inhibiting the thermalisation of quantum systems that will have a significant impact on future quantum technologies. That is the goal of this proposal.
Champ scientifique
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN.
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN.
Programme(s)
Régime de financement
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinateur
14195 Berlin
Allemagne