Descrizione del progetto
Gettare le fondamenta per descrivere le leggi della termodinamica su scala quantistica
Lo sviluppo di una teoria della termodinamica completa su scala quantistica è un compito del tutto diverso dallo studio delle leggi della termodinamica classica. Le misurazioni dei sistemi quantistici inducono un’azione inversa non trascurabile e un costo energetico comparabile alla scala di energia del sistema. Il progetto Cocoquest, finanziato dall’UE, svilupperà una teoria formale per descrivere il controllo sui sistemi quantistici con una complessità prestabilita che fungerà da base per i futuri studi termodinamici su scala quantistica. I ricercatori realizzeranno inoltre una descrizione del processo di misurazione quantistica indipendente a livello termodinamico al fine di mettere in evidenza i limiti fondamentali che interessano l’acquisizione dei dati.
Obiettivo
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.
Campo scientifico
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
HORIZON-AG - HORIZON Action Grant Budget-BasedIstituzione ospitante
1040 Wien
Austria