Projektbeschreibung
Neue Feldtheorie für die Vielkörperphysik der Quantenelektrodynamik in Wellenleitern
Die Wellenleiter-Quantenelektrodynamik (WQED) befasst sich mit der Wechselwirkung von Photonen, die sich in einem 1D-Wellenleiter ausbreiten, mit lokalisierten atomähnlichen Quantenemittenten. Dieses Paradigma der Quantenoptik ist vielversprechend für die analoge Quantensimulation. Aufgrund der inhärenten Nichtlinearitäten eines photonischen Bades fehlt jedoch ein kohärenter theoretischer Rahmen zur Beschreibung nichtlinearer Vielkörper-WQED-Systeme. Unterstützt über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen wird im Projekt QOMBE mit einem der leistungsfähigsten Mittel der Quantenfeldtheorie für den Umgang mit wechselwirkenden Feldern – Pfadintegralen – eine Feldtheorie für WQED aufgestellt. Mit dieser neuen Theorie kann das Team die Vielkörperphysik der photonischen Umgebung untersuchen.
Ziel
Quantum simulation is a fundamental concept in our pre-fault tolerant era. In this respect, waveguide quantum electrodynamics (wQED) setups, i.e. quantum emitters (atoms) interfaced with engineered photonic materials, represent promising NISQ devices for analog quantum simulation. Many experimental platforms to engineer photonic environments, e.g. arrays of superconducting circuits, possess intrinsic photonic nonlinearities in the form of photon-photon interactions caused by, e.g. the anharmonicity of the superconducting circuits. Though available for specific cases, a coherent theoretical framework to describe nonlinear many-body wQED systems is still missing. The nonlinear character of a photonic bath renders the whole system complex and not exactly solvable, making standard quantum optics textbook approaches not applicable. This project will introduce a radically new approach to this field by transferring knowledge from quantum field theory (QFT) to wQED, an approach that has already proven useful in condensed matter and in ultracold atoms physics. We will study nonlinear wQED systems, i.e. with photon-photon interactions, modelled by, e.g. a Bose-Hubbard Hamiltonian, and investigate purely photonic many-body physics effects like quantum phase transitions. This will be carried out by developing a field theory for wQED using a path integral approach, of the most powerful tools in QFT to deal with interacting fields. The central goal will be derivation of an effective emitters’ action, which can probe the many-body physics of the photonic environment. In particular, we will be able to characterize the behavior of an atomic quantum simulator across a quantum phase transition of the surrounding photonic environment. Characterizing the effects of nonlinearities represents a breakthrough in the physics of wQED, and will shed light on how to harness these experimentally unavoidable features for optical quantum computing tasks.
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: Das European Science Vocabulary.
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
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Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2024-PF-01
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
80333 Muenchen
Deutschland
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.