Projektbeschreibung
Revolutionierung der Quantenkontrolle
Die Quantenkontrolle ist ein ehrgeiziger Rahmen für die Steuerung der Dynamik von Anfangszuständen zu beliebigen gewünschten Endzuständen. Die meisten bisherigen generischen Quantenkontrollschemata sind jedoch durch hohe Anforderungen an die Kontrollierbarkeit entweder des System-Hamiltonians oder eines Satzes von Messoperatoren eingeschränkt, was die effiziente Umsetzung dieser Systeme in vielen realistischen Szenarien erschwert. Das vom Europäischen Forschungsrat finanzierte Projekt MECTRL zielt darauf ab, diese Beschränkungen zu überwinden und die Vielkörper-Quantenkontrolle effizienter und zuverlässiger zu machen. Im Rahmen des Projekts wird eine Kombination aus fester Vielkörper-Zeitentwicklung und genauer Kenntnis der Quantenrückwirkung eingesetzt, um die Dynamik in ausreichend kleinen, aber interessanten Vielkörper-Systemen zu steuern. Das Projektteam wird versuchen, Computeralgorithmen der nächsten Generation zur Optimierung zu entwickeln, die ein höheres Kognitionsniveau aufweisen.
Ziel
Quantum control is an ambitious framework for steering dynamics from initial states to arbitrary desired final states. It has over the past decade been used extensively with immense success for control of low- dimensional systems in as varied fields as molecular dynamics and quantum computation. Only recently have efforts been initiated to extend this to higher-dimensional many-body systems. Most generic quantum control schemes to date, however, put quite heavy requirements on the controllability of either the system Hamiltonian or a set of measurement operators. This will in many realistic scenarios prohibit an efficient realization.
Within this proposal, I will develop a new quantum control scheme, which is minimalistic on system requirements and therefore ideally suited for the efficient and reliable optimization of many-body control problems. The fundamentally new ingredient is the total quantum evolution dictated by a combination of fixed many-body time evolution and the precise knowledge of the quantum back-action due to repeated quantum non-destruction (QND) measurements of a single projection operator.
The main focus of this proposal is theoretical and experimental quantum engineering of the dynamics in systems, which are sufficiently small to calculate the measurement back-action exactly and sufficiently large to have interesting many-body properties.
Recent experimental advances in single site manipulation of bosons in optical lattices have enabled the high fidelity preparation exactly such mesoscopic samples of atoms (5-50). This forms an ideal starting point for many-body quantum control, and we will i.a. demonstrate engineering of quantum phase transitions and preparation of highly non-classical Schödinger cat states.
Finally, using the results from an online graphical interface allowing users of the internet to solve quantum problems we will attempt to build next-generation optimization computer algorithms with a higher level of cognition built in.
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.
- Naturwissenschaften Informatik und Informationswissenschaften künstliche Intelligenz
- Naturwissenschaften Informatik und Informationswissenschaften Internet
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Quantenphysik
- Naturwissenschaften Informatik und Informationswissenschaften Datenwissenschaften Big Data
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Physik der kondensierten Materie Bose-Einstein-Kondensate
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Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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H2020-EU.1.1. - EXCELLENT SCIENCE - 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.
ERC-STG - Starting Grant
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2014-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.
8000 Aarhus C
Dänemark
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.