Descrizione del progetto
Superare le barriere computazionali nelle teorie di gauge
Le teorie di gauge sono modelli matematici utilizzati in fisica per descrivere le forze e le interazioni fondamentali, dalla fisica delle particelle ad alta energia ai sistemi di materia condensata. Si basano sulle simmetrie per spiegare come interagiscono le particelle e sono fondamentali per comprendere l’elettromagnetismo e la cromodinamica quantistica. Tuttavia, il loro studio richiede spesso simulazioni computazionalmente complesse. Il progetto QS-Gauge, finanziato dal CER, intende sviluppare simulazioni quantistiche per le teorie di gauge su reticolo, che rappresentano lo spazio come una griglia. I ricercatori formuleranno tali teorie utilizzando modelli basati su gruppi quantistici. Ciò consentirà la loro rappresentazione efficiente in termini pratici come qudit (sistemi multilivello) anziché qubit e permetterà lo sviluppo di algoritmi quantistici personalizzati. Il lavoro proposto potrebbe trasformare lo sviluppo dei futuri dispositivi quantistici, con implicazioni anche per la fisica della materia condensata e la chimica quantistica.
Obiettivo
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.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
La classificazione di questo progetto è stata convalidata da un essere umano.
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
La classificazione di questo progetto è stata convalidata da un essere umano.
- scienze naturali scienze fisiche fisica teoretica fisica delle particelle
- scienze naturali scienze fisiche fisica quantistica teoria quantistica dei campi
- ingegneria e tecnologia ingegneria elettrica, ingegneria elettronica, ingegneria informatica ingegneria elettronica hardware computer quantistici
- scienze naturali scienze fisiche fisica quantistica ottica quantistica
Parole chiave
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
Programma(i)
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
PROGRAMMA PRINCIPALE
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Argomento(i)
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Meccanismo di finanziamento
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Invito a presentare proposte
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
(si apre in una nuova finestra) ERC-2025-STG
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Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.
6020 Innsbruck
Austria
I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.