Projektbeschreibung
Wie Fermionenwechselwirkungen komplexe Quantenprobleme lösen
Die komplizierten Wechselwirkungen zwischen Fermionen bestimmen die Schlüsseleigenschaften von Materialien einschließlich Leitfähigkeit und Magnetismus, was bedeutet, dass ihre Erforschung im Hinblick auf technologische Fortschritte unerlässlich ist. Eine genaue Simulation dieser Wechselwirkungen erweist sich jedoch aufgrund ihrer komplexen Quantenzustände als schwierig. Im Rahmen des ERC-finanzierten Projekts FermiChem kommt eine neue Rechenplattform zum Einsatz, um sie zu simulieren. Dabei geht es um ultrakalte Fermionen in optischen Gittern. Bei dieser Methode werden die natürlichen fermionischen Eigenschaften ultrakalter Atome ausgenutzt, die Spin-basierte Quantencomputer potenziell übertreffen könnten. Das Team von FermiChem plant die Demonstration der fermionischen Quantenverarbeitung anhand der Entwicklung von Quantenschaltungen für Untersuchungen an kondensierter Materie, die Erstellung von Computercode zur Verbindung der Simulationen mit hochentwickelten Programmiersprachen und das Konzept einer neuen Pinzettenarchitektur zur Verbesserung der Kohärenz. Die Fortschritte von FermiChem bei fermionischen Quantensystemen könnten in neuen praktischen Anwendungen in der Chemie und Materialwissenschaft münden.
Ziel
The determination of ground states of many interacting fermions is a key application for future quantum computers with significant implications for the design of new materials and the prediction of reaction pathways in chemistry. Recently, we put forward the proposal Simulating Chemistry with Fermionic Optical Superlattices, establishing ultracold fermions in optical lattices as a promising computational platform for this task. This approach uses the hard-wired fermionic symmetries of ultracold atoms to potentially outperform spin-based quantum computers.
The project FermiChem will turn this theoretical proposal into application and enable the first experimental demonstration of fermionic quantum processing with ultracold atoms. We will pursue three aims: (1) To generate fermionic quantum circuits for measuring arbitrary correlation functions for condensed matter; (2) To provide computer code to connect our UniRand fermionic quantum simulator to high-level programming languages and to execute such fermionic circuits in hardware; (3) To validate the design of a new type of tweezer architecture with dramatically enhanced motional coherence properties. Together, these innovations will establish a full stack for fermionic computing and translate our proposal for computation with fermionic circuits in superlattices into experiments with real-world applications.
Our work will be embedded in a network of collaborations with academic and industry partners in order to guide the development of soft- and hardware towards fermionic quantum computation. FermiChem will point the way towards using fermionic quantum systems for industry-relevant problems in chemistry and material science.
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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Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
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-ERC-POC - HORIZON ERC Proof of Concept Grants
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2024-POC
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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.
80539 MUNCHEN
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.