Descrizione del progetto
Il calcolo quantistico per far luce sulle collisioni di particelle ad alta energia
Il calcolo quantistico sta rivoluzionando il modo in cui risolviamo problemi complessi, offrendo nuovi modi per affrontare sfide in campi come la fisica nucleare e quella delle alte energie. Il calcolo quantistico è in grado di simulare in modo più efficiente i sistemi quantistici a molti corpi, come l’evoluzione dei getti nella fisica delle particelle, soprattutto grazie a un continuo miglioramento dei processori quantistici. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto Q-JEPS si prefigge di sviluppare il primo framework di calcolo quantistico per studiare l’evoluzione del getto multiparticellare utilizzando computer quantistici rumorosi di scala intermedia. I ricercatori creeranno algoritmi quantistici efficienti per simulare getti in campi densi e calcolare osservabili chiave come il parametro di smorzamento del getto, esplorando inoltre le funzioni di struttura dei partoni e rilasciando infine un software di simulazione quantistica open-source.
Obiettivo
Quantum computing has emerged as a new method to simulate many-body quantum systems, especially in nuclear and high energy physics. The goal of this proposal is to develop the first quantum computing framework for multi-particle jet evolution using the light-front Hamiltonian approach and parton structure functions related to core high energy experiments using available noisy intermediate-scale quantum (NISQ) computers. The fruition of this 24-month project will provide an alternative “quantum” perspective to jet physics, which complements current classical models. By using qubit, a two-level quantum state, quantum simulation triumphs over its classical counterpart by taking asymptotically fewer computational resources, especially when quantum processors become available in the next few years. To this end, I propose to spend the first 16 months at my main host, the Galician Institute of High Energy Physics (IGFAE) of the University of Santiago de Compostela (USC), under supervisor Professor Carlos Salgado on jet physics and quantum simulations. Here, I will develop an efficient Hamiltonian and state encoding scheme for the quantum simulation of composite jets in a dense background field to extract useful observables such as the jet quenching parameter. In the next 4 months, I will work at the second host, the University of California Los Angeles (UCLA), with supervisor Professor Zhongbo Kang on parton structure functions. I will study different quantum algorithms, especially quantum imaginary time evolution, to obtain various parton structure functions with quantum computing. In the final 4 months, I will return to USC to build and publish the first open-source quantum simulation software in high energy physics for jet evolution and parton structure calculations. My project will answer some of the most challenging research questions in jet phenomenologies and quantum simulation algorithms, and lay the groundwork for future quantum applications.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- scienze naturaliinformatica e scienze dell'informazionesoftware
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Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Invito a presentare proposte
(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2022-PF-01
Vedi altri progetti per questo bandoMeccanismo di finanziamento
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF -Coordinatore
15782 Santiago De Compostela
Spagna