Projektbeschreibung
Kollektives Verhalten von Quantenteilchen für die fortgeschrittene Informationsverarbeitung erforschen
Im Rahmen des ERC-finanzierten Projekts GQCOP werden Forschungsarbeiten zur Quanteninformation durchgeführt, d. h. zur Informationsverarbeitung mithilfe von miteinander verbundenen Quantenteilen oder -systemen, wie z. B. Qubits in Quantencomputern. Ziel ist es, eine neue Grundlage für die Quantenhaftigkeit zu entwickeln, die die kollektiven Phänomene dieser Gruppe von Teilchen oder Systemen beschreibt, und neue Plattformen für den praktischen Einsatz der Quantenhaftigkeit in Quantenanwendungen zu schaffen. Die Forschungsarbeiten werden auf Folgendes ausgerichtet sein: Erstellung einer Theorie der Quantenhaftigkeit in zusammengesetzten Systemen; Benchmarking der Quanteneigenschaften in Informations- und Kommunikationsprotokollen; Entwicklung von Lösungen für die quantengestützte Metrologie im Bereich Lärm; Aufbau einer Quantenwärmetechnik für Kühlschränke und Wärmekraftmaschinen; Schaffung eines kybernetischen Rahmens für die Untersuchung von Regelungsphänomenen dieser komplexen Teilchen oder Systeme.
Ziel
The proposed research programme addresses issues of fundamental and technological importance in quantum information science and its interplay with complexity. The main aim of this project is to provide a new paradigmatic foundation for the characterisation of quantumness in cooperative phenomena and to develop novel platforms for its practical utilisation in quantum technology applications.
To reach its main goal, this programme will target five specific objectives:
O1. Constructing a quantitative theory of quantumness in composite systems;
O2. Benchmarking genuine quantumness in information and communication protocols;
O3. Devising practical solutions for quantum-enhanced metrology in noisy conditions;
O4. Developing quantum thermal engineering for refrigerators and heat engines;
O5. Establishing a cybernetics framework for regulative phenomena in the quantum domain.
This project is deeply driven by the scientific curiosity to explore the ultimate range of applicability of quantum mechanics. Along the route to satisfying such curiosity, this project will fulfill a crucial two-fold mission. On the fundamental side, it will lead to a radically new level of understanding of quantumness, in its various manifestations, and the functional role it plays for natural and artificial complex systems traditionally confined to a classical domain of investigation. On the practical side, it will deliver novel concrete recipes for communication, sensing and cooling technologies in realistic conditions, rigorously assessing in which ways and to which extent these can be enhanced by engineering and harnessing quantumness.
Along with a skillful team which this grant will allow to assemble, benefitting from the vivid research environment at Nottingham, and mainly thanks to his creativity, broad mathematical and physical preparation and relevant inter-disciplinary expertise, the applicant is in a unique position to accomplish this timely and ambitious mission.
Wissenschaftliches Gebiet
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-STG - Starting GrantGastgebende Einrichtung
NG7 2RD Nottingham
Vereinigtes Königreich