Skip to main content
Przejdź do strony domowej Komisji Europejskiej (odnośnik otworzy się w nowym oknie)
polski pl
CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS

Phase Transitions of Quantum Control

Opis projektu

Badanie zjawisk nowej fizyki – materia kwantowa poza stanem równowagi

Pojęcie materii kwantowej odnosi się do stanów materii, w których fizyka kwantowa działa w mikroskopijnych skalach, powodując powstawanie egzotycznych zjawisk, które nie przypominają niczego, co znamy z fizyki makroskopowej. Do odkrywania nowych faz materii i budowania niezawodnych komputerów kwantowych potrzebna jest zdolność do wysoce precyzyjnego kontrolowania materii kwantowej. Ten trudny problem próbuje rozwiązać zespół finansowanego przez UE projektu PHASEQUANTROL, badając nowo zaobserwowane zjawiska fizyczne, które są spotykane także w układach makroskopowych, a mianowicie fazy szkliste oraz spontaniczne złamanie symetrii. Proponowany zakres badań wymaga mobilizacji wielu różnych dyscyplin na niespotykaną dotąd skalę, by móc czerpać z dorobku takich dziedzin jak uczenie się przez wzmocnienie, sterowanie optymalne, fizyka materii skondensowanej czy mechanika statystyczna. Uczeni skupią się też na kwestiach, które na pozór mogą się wydawać niezwiązane z głównym przedmiotem badania, ale które pomogą zgłębić wiedzę na temat dynamiki kwantowych układów wielociałowych poza stanem równowagi.

Cel

A particularly useful application of out-of-equilibrium quantum dynamics is the control of quantum matter. High-precision quantum control defines a cutting edge frontier in developing quantum technology: high-fidelity preparation of target states with prescribed properties, experimental studies of novel phases of matter, and reliable quantum computing depend upon our ability to manipulate quantum systems. Recently, it was discovered that optimal quantum control exhibits continuous and discontinuous phase transitions familiar from macroscopic systems: correlated/glassy phases and spontaneous symmetry breaking appear also in the optimization landscape. Despite this progress, much of the physics of this new phenomenon remains unknown.

The objectives of this project are to:
(1) develop theoretical understanding for phase transitions in the optimization landscapes of nonequilibrium quantum control problems, such as quantum state preparation and entanglement reduction;
(2) create a new perspective on quantum many-body control and longstanding optimization problems in many-body physics by investigating the correlations between local minima of the control landscape;
(3) reveal limitations of reinforcement learning and optimal control algorithms in correlated optimization landscapes.
This unconventional approach to quantum control will allow us to quantify the complexity of nonequilibrium control tasks in terms of properties of the underlying phases of control. We will identify common traits in the space of almost-optimal solutions, and use them to investigate features of the controlled physical systems.

The proposed research opens up a new frontier which can point to a mutually beneficial synergy between reinforcement learning, optimal control, condensed matter physics and statistical mechanics. It combines hitherto unrelated concepts to advance our understanding of nonequilibrium quantum many-body dynamics, with applications in ultracold atoms and trapped ions.

Dziedzina nauki (EuroSciVoc)

Słowa kluczowe

Program(-y)

Temat(-y)

System finansowania

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego programu finansowania

Zaproszenie do składania wniosków

(odnośnik otworzy się w nowym oknie) H2020-MSCA-IF-2019

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego zaproszenia

Koordynator

SOFIA UNIVERSITY ST KLIMENT OHRIDSKI
Wkład UE netto
€ 121 814,40
Adres
BUL TZAR OSVOBODITEL 15
1504 Sofia
Bułgaria
Region
Югозападна и Южна централна България Югозападен София (столица)
Rodzaj działalności
Higher or Secondary Education Establishments
Linki
Koszt całkowity
€ 121 814,40