Descripción del proyecto
Sentar las bases para describir las leyes de la termodinámica a escala cuántica
El desarrollo de una teoría integral de la termodinámica a escala cuántica es totalmente diferente al estudio de las leyes de la termodinámica clásica. Las mediciones de los sistemas cuánticos inducen una acción inversa no despreciable y un coste energético comparable a la escala de energía del sistema. El equipo del proyecto Cocoquest, financiado con fondos europeos, desarrollará una teoría formal que describa el control de los sistemas cuánticos con una complejidad fija y que sirva de base para los estudios termodinámicos a escala cuántica. Los investigadores también elaborarán una descripción termodinámicamente independiente del proceso de medición cuántica para exponer las limitaciones fundamentales en la adquisición de datos.
Objetivo
Developing a comprehensive theory of thermodynamics at the quantum scale requires a fundamental change of perspective with regards to its classical counterpart. On the one hand, measuring a quantum system will induce a non-negligible back-action and an energy cost that is at least comparable to the energy scale of the system. On the other hand, controlling microscopic degrees of freedom and harnessing quantum effects provides novel opportunities with no classical counterpart. In light of these facts, control over different quantum features and quantum measurements themselves become valuable resources that need to be integrated into any self-contained theory of quantum thermodynamics.
In this project, we aim to address this grand challenge. First we will develop a formal theory that includes control over quantum systems with fixed complexity to incorporate these concepts into thermodynamic considerations at the quantum scale. Second, we will unveil the fundamental thermodynamic limitations on information acquisition by constructing a thermodynamically self-contained description of the quantum measurement process. Finally, we will carefully study current quantum technologies and, with the help of our own lab and experimental colleagues, we will devise experimental proposals and perform proof-of-principle experiments based on existing quantum technologies, to make sure that the theoretical considerations describe relevant features.
Ámbito científico
Programa(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Régimen de financiación
HORIZON-AG - HORIZON Action Grant Budget-BasedInstitución de acogida
1040 Wien
Austria