Descrizione del progetto
Simulazione quantistica per teorie di gauge a reticolo con array di atomi di Rydberg
Le teorie di gauge a reticolo (LGT, lattice gauge theory), ovvero teorie di campo invariabili in presenza di trasformazioni locali, descrivono molti fenomeni fortemente correlati nella materia condensata e nella fisica delle alte energie. I computer classici non sono in grado di risolvere le LGT altamente complesse, mentre l’attuale hardware di calcolo quantistico manca di capacità di correzione degli errori, il che annulla il suo vantaggio in termini di efficienza. Gli atomi di Rydberg in array di pinzette ottiche, una nuova e potente piattaforma di simulazione quantica, consentono di co-progettare hardware e software quantistici su misura per simulare le LGT. Con il supporto del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto PROGRAM si propone di sviluppare protocolli di simulazione quantistica per LGT mediante il ricorso ad array di atomi di Rydberg concentrandosi su tre sfide principali, ovvero la simulazione delle dinamiche LGT 2D in stato di non di equilibrio, l’implementazione di simmetrie di gauge non abeliane e l’attuazione di campi di materia fermionici.
Obiettivo
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.
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.
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.
- scienze naturaliinformatica e scienze dell'informazionesoftware
- scienze naturaliscienze fisicheelettromagnetismo ed elettronicasuperconduttività
È necessario effettuare l’accesso o registrarsi per utilizzare questa funzione
Programma(i)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Invito a presentare proposte
(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2023-PF-01
Vedi altri progetti per questo bandoMeccanismo di finanziamento
HORIZON-TMA-MSCA-PF-GF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - Global FellowshipsCoordinatore
28006 Madrid
Spagna