Projektbeschreibung
Umgang mit der Fehleranfälligkeit des Quantencomputings durch Thermodynamik
Quantencomputer haben das Potenzial, die Technologie grundlegend zu verändern. Doch trotz ihres Potenzials unterliegen aktuelle Geräte – sogenannte Noisy Intermediate-Scale Quantensysteme – wegen ihrer Fehleranfälligkeit, ihrer begrenzten Skalierbarkeit sowie Lücken im Verständnis der zugrunde liegenden Physik komplexer Quantensysteme Einschränkungen. Das im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützte Projekt QTF-Ataulfo wird sich auf die Verbesserung dieser Systeme konzentrieren, indem es die Quantenfehlerkorrektur auf eine neue Art und Weise betrachtet: durch die Linse der Thermodynamik. Die vorgeschlagene Forschung wird untersuchen, wie die Quantenfehlerkorrektur energieeffizienter gemacht werden kann, die Grenzen aktueller Quantensysteme einzuordnen sind und die Auswirkungen von Timing-Fehlern reduziert werden können. Durch die Kombination dieser Ideen möchte QTF-Ataulfo bessere Methoden zur Fehlerkorrektur in Quantencomputern entwickeln und so dazu beitragen, dass diese für zukünftige Anwendungen zuverlässiger und skalierbarer werden.
Ziel
Quantum information science has reshaped our understanding of the universe by framing the fundamental laws of nature in terms of the evolution of information. This field has provided powerful mathematical tools to address open questions in physics while opening the door to novel technologies without classical counterparts. However, the current prototype devices at the forefront of technological advances are still far from the promised fully programmable universal quantum simulators. These current machines, known as Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ) devices, are constrained by their susceptibility to errors, limited scalability, and, more importantly, the incomplete understanding of the underlying physics in multi-partite quantum systems.
This research proposal aims to tackle a fascinating challenge: developing a theoretical thermodynamic framework to gain insights into error correction and mitigation in complex quantum systems, while addressing open questions from a thermodynamic perspective. Additionally, this project seeks to bridge the gap between fundamental research and practical implementation. In this project, I will develop novel quantum error correction (QEC) approaches that optimize both information retention and energy efficiency, focusing on three key objectives:
(1) Quantum Error Correction as a Thermodynamic Process: Reimagining QEC as a thermodynamic process through entropy management and cooling mechanisms, such as algorithmic cooling, to gain insights into fundamental questions and develop QEC codes optimized for resilience and energy efficiency.
(2) Thermodynamic Understanding of Fault-Tolerant Thresholds: Integrating thermodynamic principles to understand the limitations of achieving more robust quantum protocols based on available resources.
(3) Impact of Imperfect Timekeeping on QEC and Energy Costs: Investigating how imperfect timekeeping affects QEC performance, with a focus on reducing energy consumption and improving efficiency.
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.
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).
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
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.
1040 Wien
Österreich
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.