Descrizione del progetto
Risolvere i misteri dell’entanglement quantistico
L’entanglement quantistico è un elemento chiave dell’informatica e dell’informazione quantistica ma molte domande al riguardo rimangono irrisolte. In particolare, non sappiamo come manipolare o rilevare l’entanglement a stati misti. Non esiste inoltre una teoria chiara che spieghi il suo ruolo nella termodinamica o nella gravità. Queste lacune ostacolano i progressi sia nella fisica fondamentale che nelle applicazioni pratiche. Il progetto ETQO, finanziato dal CER, si propone di affrontare questi problemi esplorando il lemma di Stein quantistico generalizzato (GQSL) e le questioni correlate. Il progetto lavorerà per risolvere i problemi chiave della teoria dell’entanglement, sviluppare nuovi strumenti per misurarlo e studiare come l’entanglement possa aiutare a progettare esperimenti per rilevare la quantistica della gravità. In questo modo, si colmerà il divario tra la teoria dell’informazione quantistica e la fisica fondamentale.
Obiettivo
Quantum entanglement fuels the most important quantum information processing protocols and is central to modern physics. However, the most profound questions concerning its operational meaning remain unanswered. Most importantly, we do not know how efficiently mixed-state entanglement can be (i) manipulated or (ii) detected, (iii) whether it is possible to formulate a thermodynamical theory of entanglement revolving around a unique entropic measure, and finally (iv) how entanglement can be exploited to reveal quantum features of gravity in experiments with gravitationally interacting quantum systems. A single key statement connects all these questions, the Generalised Quantum Stein's Lemma (GQSL) from quantum hypothesis testing. I have however uncovered [Lami and Regula, Nature Physics 19, 184 (2023); BBGLPRT, Nature Physics, in press (2023)] a fatal flaw in the original proof of the GQSL, which is now regarded as one of the most important open problems in entanglement theory.
This project addresses questions (i)-(iv) in a unified way through the GQSL. The road map includes five key objectives. (O1) Solve the GQSL with techniques from quantum Shannon theory. (O2) Expand its scope from entanglement to other quantum resources and from states to processes. (O3) Design new entanglement measures and use them to obtain tight constraints on entanglement manipulation. (O4) Determine the ultimate performances of quantum communication networks, and characterise entanglement in many-body systems. Finally, (O5) investigate quantum gravitational experiments systematically with the formalism of quantum hypothesis testing, formulating a complete proposal of a new type of `dynamical' quantum gravitational experiment. Thanks to my strong track record in quantum information theory, entanglement theory, and their applications to fundamental physics problems, I am in an ideal position to complete this project, whose goal is to build new bridges connecting these three key areas.
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.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
- ingegneria e tecnologia ingegneria ambientale energia e carburanti
- scienze naturali scienze fisiche fisica teoretica
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Parole chiave
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
Programma(i)
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
PROGRAMMA PRINCIPALE
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Argomento(i)
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Meccanismo di finanziamento
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Invito a presentare proposte
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
(si apre in una nuova finestra) ERC-2024-STG
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Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.
56126 PISA
Italia
I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.