Paradigmatische Quantenmaschinen

• Antragsteller: Professor Dr. Jens Eisert
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen ; Theoretische Informatik
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 434688743

Wie mächtig sind realistische und vergleichsweise einfache Quantensysteme als Rechenmaschinen? Das hier vorgelegte interdisziplinäre Forschungsprogramm adressiert diese grundsätzliche Frage unter zwei einander ergänzenden und verschiedenen - aber eng verbundenen - Gesichtspunkten, aus einer frischen Perspektive. Einerseits fragt es, in welcher genauen Weise realistische paradigmatische Quantenmaschinen, die experimentell in Reichweite sind, klassischen Rechnern überlegen sein können, in einer Weise, die nicht auf unbewiesenen Annahmen basiert. Ein solches Ergebnis hat profunde Implikationen auf die Möglichkeit, Quantenmaschinen zu bauen, deren rechnerische Mächtigkeit zweifelsfrei bestimmt werden kann. Es hat auch einen Einfluss darauf, wie die physikalische Church-Turing-These gefasst werden kann. Andererseits planen wir die Komplexität von Quantensimulatoren anzugehen, wiederum in gegenwärtigen Experimenten zugänglich. Damit dieses Forschungsprogramm erfolgreich sein kann, werden Ideen der Quanten-Vielteilchenphysik, der Quantensimulation, der theoretischen Informatik - insbesondere der Komplexitätstheorie - wie auch der Signalverarbeitung zusammengebracht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen