Description du projet
Vers le premier ordinateur quantique pratique pour l’étude des fermions
Les systèmes fermioniques sont importants en physique et en chimie, mais ils sont difficiles à étudier en raison des interactions complexes entre les fermions et des besoins massifs en données. Les calculs effectués à l’aide de méthodes classiques échouent souvent en raison d’annulations (problème de signe), tandis que les ordinateurs quantiques traditionnels ont besoin d’algorithmes complexes pour traiter les fermions. Le projet FOrbQ, financé par le CER, relèvera ces défis en créant le premier processeur quantique doté de portes numériques. En utilisant des atomes neutres fermioniques, les chercheurs contrôleront directement les interactions entre les fermions, éliminant ainsi la nécessité de recourir à des cartographies complexes. Des portes à effet tunnel programmables, des collisions réglables et des cycles rapides permettront de simuler efficacement des systèmes de Fermi fortement corrélés. En combinant la technologie des atomes ultrafroids et l’informatique quantique, FOrbQ est prêt à construire le premier ordinateur quantique fermionique pratique.
Objectif
Fermions are ubiquitous in nature, and the study of fermionic systems with strong correlations lies at the centre of many fundamental and relevant problems in modern physics and chemistry. Any microscopic simulation not only needs to treat exponentially large Hilbert spaces but also has to accurately represent the fermionic exchange statistics. However, classical numerical methods suffer from a well-known sign problem, and conventional gate-based quantum computers employ distinguishable spin-1/2 degrees of freedom, which requires a significant algorithmic overhead for handling fermionic systems.
FOrbQ will be the first quantum processor with digital gates that addresses the anticommutation on the hardware level by using fermionic neutral atoms. Drawing from my ten-year experience with optical superlattices and quantum gas microscopes, I will develop stable, programmable tunnelling and exchange gates in an optical lattice with full local control over the tunnelling rates. With tunable collisions of atoms and a rapid cycle time, FOrbQ introduces a digital bottom-up approach for the simulation of strongly correlated Fermi systems. By directly controlling the coupling between fermionic spin orbitals, FOrbQ will implement local 2D Hamiltonians efficiently without the cumbersome fermion-to-spin qubit mapping. I will apply the novel hardware to open questions of hole pairing and exotic superconductivity in the Hubbard model, as well as perform the first simulations of molecules. Inherently, the atoms implement particle-number conservation and spin symmetries, making FOrbQ a powerful platform for electron simulations from multi-band Hubbard models to quantum chemistry.
FOrbQ combines well-tested robust technologies of ultracold atoms with concepts from quantum computing to create the first fermionic quantum computer and outline a clear path towards a practical quantum advantage for the simulation of electrons.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: Le vocabulaire scientifique européen.
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: Le vocabulaire scientifique européen.
- sciences naturelles sciences physiques physique théorique physique des particules fermion
- sciences naturelles sciences physiques optique microscopie
- ingénierie et technologie génie électrique, génie électronique, génie de l’information ingénierie électronique matériel informatique calculateur quantique
- sciences naturelles sciences physiques électromagnétisme et électronique superconducteur
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Mots‑clés
Les mots-clés du projet tels qu’indiqués par le coordinateur du projet. À ne pas confondre avec la taxonomie EuroSciVoc (champ scientifique).
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Programme(s)
Programmes de financement pluriannuels qui définissent les priorités de l’UE en matière de recherche et d’innovation.
Programmes de financement pluriannuels qui définissent les priorités de l’UE en matière de recherche et d’innovation.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
PROGRAMME PRINCIPAL
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Thème(s)
Les appels à propositions sont divisés en thèmes. Un thème définit un sujet ou un domaine spécifique dans le cadre duquel les candidats peuvent soumettre des propositions. La description d’un thème comprend sa portée spécifique et l’impact attendu du projet financé.
Les appels à propositions sont divisés en thèmes. Un thème définit un sujet ou un domaine spécifique dans le cadre duquel les candidats peuvent soumettre des propositions. La description d’un thème comprend sa portée spécifique et l’impact attendu du projet financé.
Régime de financement
Régime de financement (ou «type d’action») à l’intérieur d’un programme présentant des caractéristiques communes. Le régime de financement précise le champ d’application de ce qui est financé, le taux de remboursement, les critères d’évaluation spécifiques pour bénéficier du financement et les formes simplifiées de couverture des coûts, telles que les montants forfaitaires.
Régime de financement (ou «type d’action») à l’intérieur d’un programme présentant des caractéristiques communes. Le régime de financement précise le champ d’application de ce qui est financé, le taux de remboursement, les critères d’évaluation spécifiques pour bénéficier du financement et les formes simplifiées de couverture des coûts, telles que les montants forfaitaires.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Appel à propositions
Procédure par laquelle les candidats sont invités à soumettre des propositions de projet en vue de bénéficier d’un financement de l’UE.
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(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2024-STG
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La contribution financière nette de l’UE est la somme d’argent que le participant reçoit, déduite de la contribution de l’UE versée à son tiers lié. Elle prend en compte la répartition de la contribution financière de l’UE entre les bénéficiaires directs du projet et d’autres types de participants, tels que les participants tiers.
G1 1XQ Glasgow
Royaume-Uni
Les coûts totaux encourus par l’organisation concernée pour participer au projet, y compris les coûts directs et indirects. Ce montant est un sous-ensemble du budget global du projet.