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Infinite-dimensional quantum effects

Descripción del proyecto

Sistemas cuánticos multidimensionales para ordenadores cuánticos

La superposición cuántica es la clave del potencial de la computación cuántica. En el estado de superposición, los cúbits pueden tener un valor de 0 y 1 al mismo tiempo. Sin embargo, los cúdits, a diferencia de los cúbits, pueden presentar una mayor gama de valores. Aumentar el número de partículas y dimensiones entrelazadas cuánticamente puede ayudar a desarrollar ordenadores cuánticos más potentes. El proyecto financiado con fondos europeos InDiQE trabaja en el desarrollo de herramientas matemáticas para estudiar el entrelazamiento cuántico de cúdits en múltiples dimensiones. Las nuevas técnicas ayudarán a los investigadores a describir y cuantificar matemáticamente el entrelazamiento cuántico en sistemas multipartitos. El estudio de estos estados entrelazados multidimensionales de sistemas cuánticos complejos podría brindar una forma más práctica de construir ordenadores cuánticos de alta eficacia.

Objetivo

The fundamental understanding of quantum correlations, as well as their characterization and quantification play a fundamental role for information processing and communication. The investigation of quantum correlations in high-dimensional, infinite dimensional or hybrid systems is of particular interest for the development of novel applications in quantum technologies. High-dimensional entangled states contain a large amount of entanglement, which represents a vital resource for applications in quantum information processing. The goal of this proposal is to find an optimal strategy to exploit this resource. Crucial open problems to be solved are the continuation of the development of mathematical methods and observable conditions for a convenient description of general qudit systems, and verifying as well as quantifying general quantum correlations in high-dimensional and multipartite systems. This project is placed at the border between quantum information theory and quantum optics, exploring the potential of high and infinite dimensional systems for quantum information tasks. Additionally, modern questions in quantum thermodynamics also relate to the control of infinite dimensional quantum systems and will benefit from the methods developed. Particularly, we adapt and further develop theoretical tools to harness and efficiently describe quantum correlations in complex systems. The specific objectives are to advance the understanding of practical systems and realistic scenarios for quantum information tasks and quantum
thermodynamics applications. Furthermore, the role that different kinds of quantum correlations have when complex systems are constituted of multiple degrees of freedom will be addressed. We are going to accomplish these goals by quantifying and classifying multimode non-classicality, investigating discrete- and continuous-variables hybrid systems and the discretization problem, addressing key challenges in the respective fields.

Régimen de financiación

MSCA-IF-EF-ST - Standard EF

Coordinador

OESTERREICHISCHE AKADEMIE DER WISSENSCHAFTEN
Aportación neta de la UEn
€ 174 167,04
Dirección
DR. IGNAZ SEIPEL-PLATZ 2
1010 Wien
Austria

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Región
Ostösterreich Wien Wien
Tipo de actividad
Research Organisations
Enlaces
Coste total
€ 174 167,04