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Quantum boundary conditions for infinite-dimensional control

Description du projet

Manipulation des frontières du système pour réaliser un contrôle quantique

La deuxième révolution quantique va au-delà de l’exploitation des propriétés quantiques pour réaliser les fonctions souhaitées, et le contrôle et la manipulation des systèmes quantiques y jouent un rôle fondamental. Ceci est généralement réalisé à l’aide de champs externes. L’application de champs externes peut toutefois avoir un impact négatif sur les corrélations quantiques entre les composants du système. Avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet QuBICo se propose d’étudier la manipulation des effets de frontière pour réaliser un contrôle quantique en adaptant des résultats connus de la théorie du contrôle en dimension infinie. Le projet étudiera la faisabilité et les défis du contrôle quantique à la frontière (CQF), en créant les bases d’une théorie systématique des schémas CQF et en identifiant les conditions dans lesquelles des schémas CQF spécifiques sont contrôlables.

Objectif

Taking advantage of the underlying quantum features of the natural world to design new technologies is the principle at the root of the Second Quantum Revolution. Quantum control theory provides the mathematical substrate to this principle by establishing precise conditions under which a system can be manipulated to reach any desired state in a finite time, and developing systematic methods for accomplishing this goal in an optimal way. This is a formidable task especially for systems with infinitely many degrees of freedom, for which advanced mathematical techniques are needed.

The standard approach to quantum control relies on the use of external fields. A significant byproduct of such schemes is the possible loss of quantum correlations between the components of the system resulting from this interaction. An alternative route is achieving control by exploiting boundary effects, that is, manipulating the boundary conditions of the system. This is the idea at the core of Quantum Control at the Boundary (QCB), a promising yet underdeveloped paradigm.

The aim of the project is to investigate the feasibility and shortcomings of QCB, laying the foundations to a systematic theory of boundary control schemes. By adopting and improving known results from infinite-dimensional control theory, the project will elucidate the conditions under which specific QCB schemes, including thick quantum graphs and cavities with moving boundaries, are controllable. The problem of optimal control and the practical implementation of such schemes will also be studied.

The project draws ideas and techniques from different areas of mathematics and physics, by also requiring familiarity with the laws of Quantum Mechanics. This reflects the scientific background of the applicant. It will involve a significant transfer of knowledge to the host institution, and the training of the researcher from a scientific and a managerial point of view.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2023-PF-01

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Coordinateur

UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID
Contribution nette de l'UE
€ 165 312,96
Adresse
CALLE MADRID 126
28903 Getafe (Madrid)
Espagne
Région
Comunidad de Madrid Comunidad de Madrid Madrid
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
Aucune donnée