Projektbeschreibung
Aufkommende Quantentechnologien ergeben neue Materiephasen
Nicht im Gleichgewicht befindliche Quantensysteme sind faszinierend, aber auf klassischen Computern bekanntermaßen schwer simulierbar. Zurückzuführen ist diese Tatsache auf die Komplexität der Quantenverschränkung, bei der die Teilchen derart miteinander verbunden sind, dass ihre Zustände voneinander abhängen. Resultat dessen ist ein exponentielles Wachstum der Komplexität mit zunehmender Größe des Systems. Während die großmaßstäbliche Quanteninformationsverarbeitung noch als ein langfristiges Ziel gilt, erscheinen die derzeitigen Bauelemente der Noisy-Intermediate-Scale-Quantum-Ära (NISQ) als Verheißung für die Vielteilchenphysik. Im Rahmen des ERC-finanzierten Projekts QUANTHEM werden neue Phasen der Materie charakterisiert, die ausschließlich auf NISQ-Plattformen vorkommen. Das Team von QUANTHEM wird künstliche Modelle wie Quantenschaltungen (die simulieren, wie sich Qubits durch Gatter herausbilden) und zelluläre Quantenautomaten (Systeme, in denen sich Quantenzustände auf eine strukturierte Weise herausbilden) verwenden, um die in Quantensystemen entstehenden Materiephasen besser zu verstehen.
Ziel
The exceptional features of many-body quantum systems out of equilibrium are intimately connected with the intrinsic limitations we face when simulating their dynamics on a classical computer, as both are a consequence of the fact that quantum matter is entangled. Digital quantum simulators, or quantum computers, promise to overcome these limitations. However, in the current era of Noisy-Intermediate-Scale-Quantum (NISQ) devices, large-scale fault-tolerant quantum computation is out of reach, making full-fledged quantum simulation an ambitious long-term goal. Still, NISQ devices already provide new horizons and opportunities for fundamental research in many-body physics. Indeed, in their native hardware, they can be conceptualized as qubit systems evolving by discrete gates, measurements, and feedback, giving rise to completely new collective behavior and universal phenomena. This project has the ambitious goal of finding and theoretically characterizing new phases of matter which are exclusive to NISQ platforms, charting their largely unexplored phenomenology and possibilities. Taking on a fundamental perspective, at the intersection of many-body physics and quantum information theory, we will pursue this goal based on the study of synthetic models of quantum circuits and quantum cellular automata (QCA). The target results of this project include: (i) Prediction of new dynamical phases arising thanks to the building blocks of NISQ technology and identification of protocols to observe them in existing platforms; (ii) Deeper understanding of topical but hard problems in many-body physics out of equilibrium, made possible by the simplifying minimal structure of quantum-circuit and QCA models. The proposed research is expected to stimulate new synergies between different communities, reflecting the dual nature and interdisciplinary interest of NISQ devices, being both early prototypes for quantum computers and experimental platforms for many-body physics.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
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Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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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.
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.
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
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2023-STG
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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.
40126 Bologna
Italien
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.