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Torsten Zache erhält ERC Starting Grant

Der Innsbrucker Quantenphysiker Torsten Zache
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Für seine Forschung an Quantensimulationen von Gittereichtheorien wurde dem Theoretischen Physiker Torsten Zache ein ERC Starting Grant zugesprochen. Er will damit Einschränkungen in der numerischen Untersuchung von Eichtheorien überwinden helfen. Eichtheorien spielen eine zentrale Rolle beim Verständnis von Phänomenen in der Hochenergiephysik, Festkörperphysik und Quanteninformationswissenschaft.

Für seine Forschung an Quantensimulationen von Gittereichtheorien wurde dem Theoretischen Physiker Torsten Zache ein ERC Starting Grant zugesprochen. Er will damit Einschränkungen in der numerischen Untersuchung von Eichtheorien überwinden helfen. Eichtheorien spielen eine zentrale Rolle beim Verständnis von Phänomenen in der Hochenergiephysik, Festkörperphysik und Quanteninformationswissenschaft.

Der Europäische Forschungsrat (ERC) unterstützt Pionierforschung von herausragenden Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern in Europa. Mit den ERC Starting Grants werden erfolgreiche junge Forscher:innen mit hoch dotierten Projektbudgets ausgestattet. Der Quantenphysiker Torsten Zache erhält die prestigeträchtige Förderung für seine Forschungen an Quantensimulationen von Gittereichtheorien. Durchführen wird er das ERC-Projekt am Institut für Theoretische Physik der Universität Innsbruck und am ÖAW-Institut für Quantenoptik und Quanteninformation (IQOQI) in Innsbruck.

Eichtheorien sind ein Grundpfeiler der modernen Physik, doch die numerische Simulation dieser Modelle stößt oft an ihre Grenzen. Zaches Projekt setzt hier an und nutzt jüngste Fortschritte in der Kontrolle synthetischer Quantensysteme, um diese Einschränkungen zu überwinden. „Wir wollen eine Klasse von regularisierten Eichtheorien formulieren, die speziell für Quantensimulationen konzipiert sind“, erklärt der Physiker. „Und auf dieser Basis werden wir dann digitale Quantenalgorithmen für eine geeignete Hardware entwickeln“. Weiters will der Wissenschaftler mittels klassischer Tensornetzwerk-Simulationen einige paradigmatische Phänomene wie „Confinement“ analysieren, die als Vergleichsmaßstab für Quantensimulatoren dienen können.

In enger Zusammenarbeit mit den Kolleg:innen in der Experimentalphysik will Torsten Zache in dem Projekt auch Algorithmen für Qudit-basierte Quantencomputer entwickeln. Diese mehr als zweistufigen Quantensysteme ermöglichen eine effiziente Darstellung von trunkierten nicht-abelschen Eichtheorien. Er hat dabei insbesondere Quantencomputer mit gefangenen Ionen und Architekturen mit Rydberg-Atomen im Auge. Fortschritte könnten die Entwicklung zukünftiger Quantentechnologien für Anwendungen in der Festkörperphysik, Quantenchemie und allgemeinen Quanteninformationsverarbeitung weiter vorantreiben.

Zur Person

Torsten Victor Zache, geboren 1992 in Berlin, hat in Heidelberg Physik studiert, wo er auch promovierte. Seit 2020 forschte er in die Arbeitsgruppen von Peter Zoller und Hannes Pichler an der Universität Innsbruck und am IQOQI Innsbruck. Mit dem ERC Starting Grant wird er nun seine eigene Forschungsgruppe aufbauen.

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Kontakt

Torsten Zache

Torsten Zache
Institut für Theoretische Physik
Universität Innsbruck
+43 512 507 52315
torsten.zache@uibk.ac.at

Christian Flatz
Büro für Öffentlichkeitsarbeit
Universität Innsbruck
+43 512 507-32022
christian.flatz@uibk.ac.at
www.uibk.ac.at