Projektbeschreibung
Quantensimulation für Gittereichtheorien mithilfe von Rydberg-Atom-Anordnungen
Gittereichtheorien – unter lokalen Transformationen invariante Feldtheorien – beschreiben viele stark korrelierte Phänomene in der kondensierten Materie und der Hochenergiephysik. Klassische Computer sind nicht in der Lage, die hochkomplexen Gittereichtheorien zu lösen, und die derzeitige Quantencomputer-Hardware verfügt über keine Fehlerkorrektur, was den Effizienzvorteil zunichte macht. Rydberg-Atome in Pinzetten-Arrays, einer leistungsstarken neuen Quantensimulationsplattform, gestatten das Co-Design von Quantenhardware und -software, die auf die Simulation von Gittereichtheorien zugeschnitten sind. Ziel des über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützten Projekts PROGRAM ist die Entwicklung von Quantensimulationsprotokollen für Gittereichtheorien unter Verwendung von Rydberg-Atomarrays. Dabei stehen drei große Herausforderungen im Mittelpunkt: die Simulation von 2D-Nichtgleichgewichts-Gittereichtheorien-Dynamik, die Implementierung nichtabelscher Eichsymmetrien und die Implementierung fermionischer Materiefelder.
Ziel
Many strongly-correlated phenomena in condensed-matter and high-energy physics, from high-Tc superconductivity to quark confinement, can be described by lattice gauge theories (LGT), field theories invariant under local transformations. The immense computational complexity associated with solving LGT using classical computers hinders progress in these fields, where many questions remain open. Although quantum computers can address these questions more efficiently than classical devices, current quantum hardware is limited in the absence of error correction, complicating the reach of a practical quantum advantage in the near term.
Co-designing both quantum hardware and software tailored to simulate LGT, addressing non-trivial regimes while minimizing experimental resources, is therefore a challenging but timely task. Rydberg atoms in tweezer arrays, which have recently emerged as a powerful quantum simulation platform, offer unique capabilities that can be harnessed in this direction. On the one hand, the strong Rydberg interaction and the associated blockade mechanism naturally leads to emergent local symmetries. On the other hand, the possibility of controlling many internal atomic states as well as using fermionic atoms allows to locally encode and simulate non-abelian gauge fields and fermionic matter fields, respectively, minimizing resource overheads.
PROGRAM will investigate this hardware-efficient approach and develop quantum simulation protocols for LGT using Rydberg atom arrays, focusing on three main challenges: (i) simulating non-equilibrium LGT dynamics in 2D, and (ii) implementing non-abelian gauge symmetries, as well as (iii) fermionic matter fields, in a scalable manner. The Researcher will design these protocols using both analog, digital and variational near-term resources, benchmark them in the presence of experimental errors, and run some of them using existing quantum hardware.
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: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
- NaturwissenschaftenInformatik und InformationswissenschaftenSoftware
- NaturwissenschaftenNaturwissenschaftenElektromagnetismus und ElektronikSupraleiter
Sie müssen sich anmelden oder registrieren, um diese Funktion zu nutzen
Wir bitten um Entschuldigung ... während der Ausführung ist ein unerwarteter Fehler aufgetreten.
Sie müssen sich authentifizieren. Ihre Sitzung ist möglicherweise abgelaufen.
Vielen Dank für Ihr Feedback. Sie erhalten in Kürze eine E-Mail zur Übermittlungsbestätigung. Wenn Sie sich für eine Benachrichtigung über den Berichtsstatus entschieden haben, werden Sie auch im Falle einer Änderung des Berichtsstatus benachrichtigt.
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2023-PF-01
Andere Projekte für diesen Aufruf anzeigenFinanzierungsplan
HORIZON-TMA-MSCA-PF-GF -Koordinator
28006 Madrid
Spanien