Projektbeschreibung
Verrauschte Quantensimulatoren für Vielteilchenprobleme in der Physik
Analoge Quantensimulationsprotokolle verwenden Quantenhardware, um Vielteilchenprobleme zu lösen, ohne dass eine Fehlerkorrektur nötig ist. Allerdings sind ihre Genauigkeit und ihre Vorteile gegenüber klassischen Computern noch ungewiss. Das ERC-finanzierte Projekt ToNQS hat zum Ziel, die Genauigkeit analoger Quantensimulationen für Vielteilchenprobleme in der Physik zu untersuchen. Es wird Grenzen für Abweichungen bei den Ergebnissen verrauschter Quantensimulatoren festlegen und ein Genauigkeitszertifikat erstellen. Dies wird dazu beitragen, zuverlässige Probleme zu identifizieren, bei denen die Fehler nicht mit der Größe skalieren, wobei die Möglichkeit besteht, dass solche Probleme auf klassische Weise leicht zu lösen sind. Das Projekt wird Konzepte aus der Quantenoptik, der Vielteilchenphysik und der Komplexitätstheorie miteinander verbinden, um festzustellen, ob stabile Probleme auch für klassische Computer komplex sind, und um schließlich die Vorteile von verrauschten Quantensimulatoren zu bewerten.
Ziel
Analog quantum simulation protocols, which aim to use quantum hardware without performing error correction to solve large quantum many-body problems, have emerged as a near-term as well as experimentally accessible alternative to a building a fault tolerant quantum computer for these problems. However, from a theoretical standpoint, whether analog simulators can be trusted to provide accurate results for large quantum many-body problems and if they provide an advantage over classical computers remains a largely unsolved problem. In ToNQS, I aim to rigorously understand the accuracy of analog quantum simulation of many-body problems in both low-energy and high-energy physics. I will do so by developing mathematically rigorous upper bounds on the deviation of the output of a noisy quantum simulator from the target observables which will then serve as an accuracy certificate for the quantum simulator.
With this accuracy certificate, I will identify problems that can be reliably solved on quantum simulators – these will problems where the error in the noisy simulator output not grow with the problem size, and thus can be solved for large system sizes in the presence of noise. However, it is possible that problems that are stable are also classically easy and analog quantum simulators are incapable of providing speedups over classical computers while being accurate. In ToNQS, I will then aim to investigate if there is complexity-theoretic evidence for stable problems to also be hard for classical computers.
This project will bring together ideas from different sub-areas of my expertise – quantum optics, many-body physics, quantum information and quantum complexity theory. If successful, this project would provide an end-to-end theoretical framework to identify problems for which a noisy quantum simulator can be trusted and reason about its quantum advantage for these problems, thus resolving a major theoretical objection to analog simulators as computational devices.
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.
- Technik und Technologie Elektrotechnik, Elektronik, Informationstechnik Elektrotechnik Hardware Quantencomputer
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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.1.1 - 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 - HORIZON ERC Grants
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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) ERC-2025-STG
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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.