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Symmetries and Entanglement in Quantum Matter

Projektbeschreibung

Suche nach Symmetrie-Brüchen liefert Erkenntnisse zu Quantenmaterie-Phasen

Interagierende Quanten-Vielteilchensysteme liefern Belege für Symmetrien, wodurch die Wissenschaft den inneren Mechanismus von Systemen besser nachvollziehen kann. In der Quantenphysik werden diese Symmetrien jedoch nicht immer erreicht. Der fraktionale Quanten-Hall-Effekt hat interne Strukturen aufgezeigt, die eine völlig neue Anordnung darstellen. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts SEQUAM soll ein umfangreicher Symmetrie-Rahmen zur Untersuchung von Quanten-Vielteilchensystemen entwickelt werden, der auf der Struktur ihrer Verschränkung basiert. Das Forschungsteam wird die physikalischen Symmetriestrukturen von Quantensystemen und die daraus resultierende Anordnung der Verschränkungen anhand von Tensornetzwerken untersuchen. Die aus SEQUAM gewonnenen Ergebnisse werden neue Erkenntnisse über die unkonventionellen Phasen liefern, die in Quantenmaterie beobachtet wurden.

Ziel

Symmetries are at the heart of quantum many-body phenomena in quantum chemistry, condensed matter, and high energy physics. They govern the structure of physical laws, and explain different phases through the mechanism of symmetry breaking. The discovery of novel unconventional phases such as the fractional quantum Hall effect has challenged this view: These phases instead display a global ordering in their entanglement, hindering a characterization in terms of local symmetries.

The goal of my project is to develop a comprehensive symmetry-centered framework for the study of quantum many-body systems across physics, based on the structure of their entanglement. It is placed at the interface between Quantum Information and Quantum Many-Body Physics, and uses the language of Tensor Networks which allows to reconcile locality with global entanglement. Our starting point is the physical symmetry structure of the system of interest. Using Tensor Networks, we move to entanglement space, where we classify the symmetries in the entanglement induced by the physical symmetries, and the way in which the entanglement orders under those symmetries the entanglement phase. By mapping back to the physical space, we can study the ways in which the entanglement order manifests physically, and obtain a spectrum of powerful analytical, numerical, and experimental probes for unconventional phases. We will apply this framework to a wide range of systems which appear in condensed matter and high energy physics, or are realizable in quantum simulators e.g. with cold gases.

The results of the project will give a unified understanding of unconventional phases, based on physical symmetries and the resulting entanglement order. It will yield their physical manifestations, numerical probes for their detection, and simple ways to realize and probe these models in experimental scenarios, and thus significantly advance our ability to understand, study, and realize complex quantum phases.

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.

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Schlüsselbegriffe

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.

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.

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.

ERC-COG - Consolidator Grant

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2019-COG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

UNIVERSITAT WIEN
Netto-EU-Beitrag

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.

€ 1 953 375,00
Adresse
UNIVERSITATSRING 1
1010 WIEN
Österreich

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Region
Ostösterreich Wien Wien
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten

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.

€ 1 953 375,00

Begünstigte (2)

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