Descripción del proyecto
Simuladores cuánticos para comprender mejor las teorías de gauge
Las teorías de gauge proporcionan una clave para abordar algunas de las cuestiones más fundamentales de la física de altas energías y son esenciales para comprender el equilibrio en sistemas cuánticos aislados de muchos cuerpos. Sin embargo, la naturaleza altamente no perturbativa y difícil de sondear de su dinámica presenta retos significativos para los investigadores. El proyecto QuSiGauge, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, tiene como objetivo desarrollar un marco integral para diseñar simuladores cuánticos (QS) robustos, sintonizables y experimentalmente viables de teorías gauge para estudiar su dinámica cuántica lejos del equilibrio y su criticidad, incluso en dimensiones espaciales superiores. El proyecto pretende superar las limitaciones anteriores en este ámbito aprovechando las ventajas de los simuladores cuánticos.
Objetivo
Gauge theories (GT) are the staple of the Standard Model, and their far-from-equilibrium dynamics opens a window into the most fundamental questions of high-energy physics (HEP) and the nature of equilibration in isolated quantum many-body systems. However, this dynamics is often highly nonperturbative and difficult to probe using classical methods due to entanglement buildup. Through quantum advantage and tunability, quantum simulators (QS) emerge as a particularly suitable venue to solve this problem.
QuSiGauge hinges on developing an overarching framework composed of two main interconnected pillars: a technological one focused on designing robust tunable experimentally feasible QS of GT, and a phenomenological one concerned with a rigorous formulation of far-from-equilibrium quantum criticality and equilibration in isolated many-body models. The project will focus on the quantum simulation of (non-)Abelian GT, qudit quantum computing for HEP, non-ergodic dynamics of GT, and extracting far-from-equilibrium quantum critical exponents from dynamical phase transitions in GT. The approach is organized such that it provides both basic intuition and formal understanding, while emphasizing quantitative predictions accessible to state-of-the-art and near-term QS.
QuSiGauge will pave at least two solid paths to uncover new physics: (1) It will provide a toolbox for probing engineered exotic GT and gauge-noninvariant dynamics not easily accessible to particle colliders, yielding tunable platforms for investigating the equilibration of controlled isolated many-body models. (2) It will advance QS towards the holy grail of making them a reliable complementary venue for exploring collider-relevant physics. QuSiGauge will be of immediate impact to current cold-atom and ion-trap experiments, which are approaching quantum advantage, and will reach far beyond its immediate field, eliciting strong connections between condensed matter, HEP, and quantum simulation/computing.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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Palabras clave
Programa(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Régimen de financiación
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitución de acogida
80539 Munchen
Alemania