Projektbeschreibung
Ein neuartiger Quantensimulator hilft dabei, in der Wissenschaft global zu denken und lokal zu handeln
Die Beobachtung der Versuchsdurchführung zu theoretischen Vorhersagen gestaltet sich nicht immer einfach, obgleich dieser Zyklus für ein besseres Verständnis aller Arten von Phänomenen von entscheidender Bedeutung ist. Auf dem Gebiet der Quantenphysik haben ultrakalte Atomsysteme bei Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt viele Durchbrüche und Chancen zur Überprüfung von Vorhersagen ermöglicht. Das EU-finanzierte Projekt UniRand entwickelt einen hochleistungsfähigen Quantensimulator, der aus individuellen kalten Atomen Vielteilchensysteme erzeugt. In der Wissenschaft wird dies dabei helfen, die Art und Weise zu untersuchen, auf die kleine Störungen eines einzelnen Quantenzustands Ergebnisse oder Signale verursachen können, welche die globalen Eigenschaften der Quantenzustände des Systems kodieren. Ein Erfolg könnte zu einem neuen Instrumentarium für Quantenmessungen auf Systemebene führen und eine Verbindung zwischen Quanteninformationstheorie und experimenteller Quantenwissenschaft herstellen.
Ziel
Quantum information theory points to new ways of classifying matter. Instead of focusing on microscopic correlation functions, it hinges on global properties of quantum states such as the presence and scaling of entanglement entropy. This general strategy relates systems of vastly different scales, for example black hole physics to information propagation in microscopic quantum systems.
UniRand will realize a new, widely applicable approach to measuring global quantum state properties using ultracold atoms. At the heart of the protocol are random unitary transformations, which are applied to a quantum state before measurement. The fluctuating outcomes of measurements under random transformations encode global properties of the density matrix, including Renyi entropies and state overlaps. We are specifically interested in systems of mobile particles in optical lattices.
Random unitary protocols will give access to new physics: (1) The dynamics of information scrambling as quantified by out-of-time-order correlators and (2) the order parameter-independent characterization of quantum phase transitions through measurements of fidelity. We will probe both aspects in one-and two-dimensional bosonic Hubbard systems. Our approach will be realized on a new, high-performance quantum simulator that assembles many-body systems from individually laser-cooled atoms with a high repetition rate.
Protocols based on random unitaries in ultracold atom systems will open a new toolbox for system-level measurement and enable direct links between quantum information theory and experimental quantum science.
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
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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.
80539 MUNCHEN
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.