Descripción del proyecto
Romper las barreras computacionales en las teorías de gauge
Las teorías de gauge son marcos matemáticos utilizados en física para describir fuerzas e interacciones fundamentales, desde la física de partículas de alta energía hasta los sistemas de materia condensada. Se basan en simetrías para explicar cómo interactúan las partículas y son fundamentales para comprender el electromagnetismo y la cromodinámica cuántica. Sin embargo, su estudio suele requerir simulaciones complicadas desde el punto de vista informático. El equipo del proyecto QS-Gauge, financiado por el CEI, planea desarrollar simulaciones cuánticas para teorías de calibre de celosía (LGT, por sus siglas en inglés), que representan el espacio como una rejilla. Los investigadores formularán LGT utilizando modelos basados en grupos cuánticos. Esto permitirá su representación prácticamente eficiente como cúdits (sistemas multinivel) en lugar de cúbits y posibilitará el desarrollo de algoritmos cuánticos a medida. El trabajo propuesto podría transformar el desarrollo de los futuros dispositivos cuánticos, con implicaciones también para la física de la materia condensada y la química cuántica.
Objetivo
Gauge theories are ubiquitous in physics with applications ranging from fundamental high-energy physics(HEP) over emergent condensed matter phenomena to quantum information science and technology. Their study often requires non-perturbative numerical simulations and several regimes of interest remain inaccessible due to the numerical sign problem of Monte-Carlo simulations. Motivated by recent advances in the control of synthetic quantum systems QS-Gauge addresses the quantum simulation of lattice gauge theories (LGTs)
beyond the reach of classical computations.
Our objectives are (i) to establish a class of regularized gauge theories co-designed for quantum simulation, enabling (ii) the construction of digital quantum algorithms tailored to “LGT-aware” hardware, and (iii) to analyze paradigmatic phenomena such as confinement using classical tensor network (TN) simulations which serve as benchmarks for quantum devices.
QS-Gauge is based on an unconventional generalization of the well-established Kogut-Susskind Hamiltonian formulation of LGTs, where the defining non-abelian Lie algebra is deformed to a quantum group. The resulting theories are related to string-net models employed for the classification of topological order in condensed matter which we will leverage to adapt TNs to HEP applications. As these truncated non-abelian LGTs are efficiently represented as multi-level systems, we pursue the development of quantum algorithms for qudits instead of qubits as elementary information carriers. In close collaboration with experimental colleagues and in synergy with the development of early fault-tolerant hardware, we focus on trapped-ion qudit quantum computers and fermionic alkaline-earth Rydberg atoms for optimized (fermion-)qudit architectures. Our results are expected to have far-reaching interdisciplinary impact and inform the development of future quantum devices, also for condensed matter physics, quantum chemistry and general quantum information processing.
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. Véas: El vocabulario científico europeo.
La clasificación de este proyecto ha sido validada por personas.
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La clasificación de este proyecto ha sido validada por personas.
- ciencias naturales ciencias físicas física teórica física de partículas
- ciencias naturales ciencias físicas física cuántica teoría cuántica de campos
- ingeniería y tecnología ingeniería eléctrica, ingeniería electrónica, ingeniería de la información ingeniería electrónica hardware informático ordenador cuántico
- ciencias naturales ciencias físicas física cuántica óptica cuántica
Palabras clave
Palabras clave del proyecto indicadas por el coordinador del proyecto. No confundir con la taxonomía EuroSciVoc (Ámbito científico).
Palabras clave del proyecto indicadas por el coordinador del proyecto. No confundir con la taxonomía EuroSciVoc (Ámbito científico).
Programa(s)
Programas de financiación plurianuales que definen las prioridades de la UE en materia de investigación e innovación.
Programas de financiación plurianuales que definen las prioridades de la UE en materia de investigación e innovación.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
PROGRAMA PRINCIPAL
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Tema(s)
Las convocatorias de propuestas se dividen en temas. Un tema define una materia o área específica para la que los solicitantes pueden presentar propuestas. La descripción de un tema comprende su alcance específico y la repercusión prevista del proyecto financiado.
Las convocatorias de propuestas se dividen en temas. Un tema define una materia o área específica para la que los solicitantes pueden presentar propuestas. La descripción de un tema comprende su alcance específico y la repercusión prevista del proyecto financiado.
Régimen de financiación
Régimen de financiación (o «Tipo de acción») dentro de un programa con características comunes. Especifica: el alcance de lo que se financia; el porcentaje de reembolso; los criterios específicos de evaluación para optar a la financiación; y el uso de formas simplificadas de costes como los importes a tanto alzado.
Régimen de financiación (o «Tipo de acción») dentro de un programa con características comunes. Especifica: el alcance de lo que se financia; el porcentaje de reembolso; los criterios específicos de evaluación para optar a la financiación; y el uso de formas simplificadas de costes como los importes a tanto alzado.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Convocatoria de propuestas
Procedimiento para invitar a los solicitantes a presentar propuestas de proyectos con el objetivo de obtener financiación de la UE.
Procedimiento para invitar a los solicitantes a presentar propuestas de proyectos con el objetivo de obtener financiación de la UE.
(se abrirá en una nueva ventana) ERC-2025-STG
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Aportación financiera neta de la UE. Es la suma de dinero que recibe el participante, deducida la aportación de la UE a su tercero vinculado. Considera la distribución de la aportación financiera de la UE entre los beneficiarios directos del proyecto y otros tipos de participantes, como los terceros participantes.
6020 Innsbruck
Austria
Los costes totales en que ha incurrido esta organización para participar en el proyecto, incluidos los costes directos e indirectos. Este importe es un subconjunto del presupuesto total del proyecto.