Projektbeschreibung
Eine starke mathematische Basis für die Quantenentropie
Im Reich der Quanten bildet die Entropie eine Grundlage für die Quantifizierung der Menge an Informationen und Korrelationen, die in Quantensystemen vorhanden sind. Im Vergleich zu Systemen, die durch die klassische Mechanik beschrieben werden, ist das mathematische Wissen in Bezug auf die Entropie für Quantensysteme sehr viel begrenzter. Das EU-finanzierte Projekt QEntropy zielt darauf ab, das Verständnis für die Mathematik der Quantenentropie zu verbessern. Insbesondere werden im Rahmen des Projekts neuartige mathematische Methoden in der Matrixanalyse und Optimierungstheorie entwickelt. Diese werden die Basis für einen rechnerischen Rahmen von Approximationsalgorithmen bilden. Es wird erwartet, dass das neue Rahmenwerk eine Vielzahl grundlegender Probleme in der Quanteninformationswissenschaft lösen kann.
Ziel
Entropy for quantum systems is the fundamental, interdisciplinary concept to quantify the advantage of quantum technologies for processing of information. It is well-established that the quantum advantage originates from the strong correlations found in the entanglement spectrum of multipartite quantum states, as exactly characterised by the information-theoretic tool quantum entropy. Contrary to the case of classical systems, however, our knowledge about the mathematics of quantum entropy is much more limited. Nonetheless, special entropy inequalities that are known to hold in the quantum case, such as the strong sub-additivity of quantum entropy, give crucial insights into the entanglement structure of multipartite quantum states. In this project, I will focus on understanding multipartite entropic constraints, which will lead to tight characterisations of the ultimate, physical limits of quantum information processing.
My recent mathematical works in quantum information led to operational extensions of the concept of strong sub-additivity from the seventies. Starting from that, I propose a research program that will lead to an understanding of quantum entropy that is on the same level as for the classical, commutative case. In the first part of my project, I will establish techniques in matrix analysis and optimisation theory to understand the interplay of arbitrarily many non-commuting operators. This mathematical framework will allow to prove novel quantum entropy inequalities that lead to refined approximations on the entanglement structure of multipartite quantum states. Second, I will employ the newly obtained entropic constraints to derive approximation algorithms for a plethora of fundamental problems in quantum information science. This includes schemes for achieving the physical limits of cryptography, resolving entropic additivity questions in information theory, and providing algorithms for the description of strongly interacting many body systems.
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).
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.
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.
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2020-STG
Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigenGastgebende Einrichtung
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.
52062 Aachen
Deutschland
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.