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Compressing many-body quantum states in continuous space-time with tensor networks

Projektbeschreibung

Ermöglichung einer neuen Art von Quantenkomprimierung

Ein neuer Rahmen für die Ausweitung der Gitterfortschritte auf das Kontinuum und die Quantenfeldtheorie ist im Entstehen begriffen. In diesem Kontext wird das ERC-finanzierte Projekt QFT.zip kontinuierliche Tensornetzzustände entwickeln, indem es direkt im Kontinuum arbeitet. Das Projektforschungsteam wird Zustände niedriger Energie der Quantenfeldtheorie auf eine endliche und kleine Anzahl von Parametern komprimieren, was zur numerischen Lösung sehr generischer, stark gekoppelter Theorien in einer vollständig nicht-störungstheoretischen Weise führt. Die Projektarbeit wird beweisen, dass eine derartige Komprimierung möglich ist, was eine erhebliche Verschiebung der derzeitigen Paradigmen in Bezug auf Vielteilchen-Quantenzustände zur Folge haben wird.

Ziel

Many-body quantum systems with strong correlations are particularly difficult to understand in the continuum, where non-perturbative techniques are in scarce supply. Direct diagonalization methods are not available, since the Hilbert space is simply too large to be manageable. This inhibits progress in high energy physics, nuclear physics, and in the study of exotic topological phases of matter. On the lattice, tensor network states, a variational class of wavefunctions coming from quantum information theory, have allowed to compress exponentially large Hilbert spaces down to a smaller numerically manageable corner. This has allowed substantial theoretical and numerical advance on the many-body problem on the lattice.

This project will develop continuous tensor network states, a new framework to extend the recent lattice progress to the continuum and quantum field theory (QFT). The originality of the approach is that it will not rely on any discretization of space-time. I will work directly in the continuum, without any cutoff. Low energy states of quantum field theories, which a priori live in a continuously infinite dimensional Hilbert space, will be compressed down to a finite and small number of parameters. This will then allow to solve numerically very generic (non-integrable) strongly coupled theories in a fully non-perturbative manner. Such a compression was long thought to be impossible, in particular in the relativistic case, but I overcame crucial theoretical hurdles in the past year, making the proposal particularly timely.

I will construct this framework with 3 main applications in mind: i) non-relativistic problems in 2 space dimensions and more, including e.g. fractional quantum Hall states, ii) relativistic QFT, starting with 1+1 dimensional toy model and gradually increasing complexity to get closer to nonabelian gauge theories, iii) critical quantum systems (and classical statistical mechanics).

Schlüsselbegriffe

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.

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.

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.

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2021-STG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

ASSOCIATION POUR LA RECHERCHE ET LE DEVELOPPEMENT DES METHODES ET PROCESSUS INDUSTRIELS
Netto-EU-Beitrag

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.

€ 938 705,00
Adresse
BOULEVARD SAINT MICHEL 60
75272 Paris
Frankreich

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Region
Ile-de-France Ile-de-France Paris
Aktivitätstyp
Research Organisations
Links
Gesamtkosten

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.

€ 1 227 455,00

Begünstigte (2)

Partner (1)

Mein Booklet 0 0