Albert H. Werner modtager ekstrabevilling fra Villum Fonden

Blandt de seks er Albert H. Werner, der i 2019 som postdoc modtog en bevilling fra Villum Young Investigator Program (YIP). I dag er han lektor ved Centre for the Mathematics of Quantum Theory (QMATH) og modtager af en YIP+-bevilling.

"De seks forskere har udvist exceptionelt talent i deres forskningsindsats og har fremlagt ambitiøse planer for fremtiden. Som et resultat heraf vil de blive tildelt yderligere tre års finansiering, hvor hver modtager fire millioner kroner ekstra", skriver Villum Fonden.

Alberts nye forskningsprojekt hedder "Standard operating procedures for robust characterization and calibration of quantum hardware".

Baseret på kvanteteori lover kvantecomputere at løse visse problemer hurtigere end konventionelle computere. Men deres brug som beregningsværktøjer kræver nøjagtig karakterisering - en udfordring på grund af de samme egenskaber, der gør det muligt at øge beregningshastigheden. Bevillingen vil gøre det muligt at ansætte en ph.d.-studerende og en postdoc til at udtænke robuste og effektive karakteriserings- og kalibreringsprocedurer for kvantehardware baseret på avancerede matematiske metoder.

Albert H. Werner uddyber:

Afgørende at udvikle standardprocedurer

Med hurtige fremskridt inden for kvanteteknologi er vi vidner til fremkomsten af kvanteenheder, der er større og mere komplekse end nogensinde før, hvilket bringer os tættere på praktiske anvendelser.

Men for at opnå beregningsmæssige fordele med kvantehardware kræver det, at den fungerer i et regime, der ligger uden for de klassiske computeres muligheder for verifikation. For at opnå pålidelig kvanteinformationsbehandling er det derfor afgørende at udvikle standardprocedurer, der certificerer kvanteenhedernes ydeevne på en robust, skalerbar og ressourceeffektiv måde.

De nuværende tilgange står over for udfordringer, der begrænser deres praktiske anvendelighed. Disse omfatter gyldigheden af de antagne støjmodeller, håndtering af ikke-stationære tidsafhængige fluktuationer, udnyttelse af den opnåede information til at forbedre ydeevnen og mængden af kvanteressourcer, der kræves til deres implementering.

Dette forslag har til formål at tackle disse udfordringer ved at udvikle nye skalerbare protokoller og præcist karakterisere grænserne for, hvilken information der kan læres ved tilstedeværelse af støj. Vores tilgang udnytter en nyetableret forbindelse mellem randomiserede beregninger på støjende kvanteenheder og tilnærmede grupperepræsentationer, som vi kombinerer med teorien om kvantehukommelseskanaler for at modellere ikke-stationære effekter.

Vi vil udvikle teknikker til både digitale og analoge kvanteenheder og overveje systemer med kontinuerlige variable, der bruges i kvantekommunikation. Et stærkt fokus vil ligge på samarbejde med førende eksperimentelle grupper for at teste de udviklede protokoller på rigtige enheder. Ud over deres anvendelse til certificering har effektive læringsstrategier for kvantetilstande og operationer også direkte algoritmiske anvendelser, mest fremtrædende for hybrid-klassiske optimeringsopgaver og kvante-maskinlæring, som vi også vil adressere inden for rammerne af dette forslag.

Emner