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CORDIS - Resultados de investigaciones de la UE
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A Rydberg-Decorated Atomic Array for the quantum simulation of Gauge theories

Descripción del proyecto

Una herramienta versátil para estudiar sistemas cuánticos fuertemente correlacionados

Comprender los materiales cuánticos y las interacciones entre partículas requiere estudiar sistemas fuertemente correlacionados, en los que el comportamiento de las partículas está profundamente interrelacionado. La dinámica de estos sistemas, como los líquidos de espín y los superconductores de alta temperatura, no puede representarse mediante los métodos computacionales tradicionales, sobre todo en dimensiones superiores. En el proyecto RyDAG, financiado por las acciones Marie Skłodowska-Curie, se desarrollará una plataforma de pinzas de Rydberg con estroncio-88 para estudiar sistemas cuánticos fuertemente correlacionados. Esta plataforma, combinada con un innovador marco de trabajo de superátomos, permitirá simular por primera vez dinámicas complejas de campos gauge bidimensionales. El método propuesto superará las limitaciones de las herramientas convencionales y ofrecerá una nueva vía para estudiar sistemas cuánticos. Las actividades del proyecto sentarán las bases para futuros descubrimientos en física cuántica.

Objetivo

Gauge theories form a cornerstone of modern physics, underpinning the Standard Model of particle interactions and providing effective low-energy descriptions of strongly correlated condensed matter systems, such as spin liquids and high-temperature superconductors. Their broad applicability, particularly in two and three dimensions, makes them a central topic of current research. Yet, analytical approaches are notoriously difficult, and numerical methods remain restricted to low-dimensional systems and short timescales.
Quantum simulators, with their high degree of controllability, offer a powerful path to overcome these limitations and explore higher-dimensional gauge theories. Rydberg atom arrays are especially promising: the configurability of optical tweezers combined with the Rydberg blockade can naturally enforce gauge constraints. Yet, on a 2D lattice, realising gauge invariance and magnetic (plaquette) interactions requires (at least) three-body interactions, which remain a significant challenge. RyDAG addresses this by building a strontium-88 Rydberg tweezer platform, which combines a dual approach with the superatom framework developed by our theory collaborators to simulate, for the first time, plaquette dynamics. The project will particularly focus on the study of equilibrium and dynamical properties of a U(1) 2D lattice gauge theory known as the Rokhsar–Kivelson model. Beyond gauge theory simulation, the project will also establish the superatom framework as a versatile toolbox for investigating complex spin systems.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

Palabras clave

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Coordinador

FUNDACIO INSTITUT DE CIENCIES FOTONIQUES
Aportación neta de la UEn
€ 194 074,56
Coste total
Sin datos