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QEntropy

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Entropy for Quantum Information Science

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 stron... ver más

31/10/2027

RWTH AACHEN

1M€

Presupuesto del proyecto: 1M€

Líder del proyecto

RHEINISCHWESTFAELISCHE TECHNISCHE HOCHSCHULE... No se ha especificado una descripción o un objeto social para esta compañía.

TRL 4-5

Fecha límite participación Sin fecha límite de participación.

Ver 3 Participantes

Financiación concedida El organismo H2020 notifico la concesión del proyecto el día 2020-11-05

ERC-2020-STG: ERC STARTING GRANTS

I+D

Cerrada hace 5 años

0% 100% 100%

Información adicional privada

No hay información privada compartida para este proyecto. Habla con el coordinador.

3 Participantes

RWTH AACHEN

1.50M€ | Lider

INDUSTRIAS COUSIN FRERES

IMPERIAL COLLEGE OF SCIENCE...

N.D. | Participante

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Duración del proyecto: 83 meses Fecha Inicio: 2020-11-05
Fecha Fin: 2027-10-31

Líder del proyecto

RHEINISCHWESTFAELISCHE TECHNISCHE HOCHSCHULE... No se ha especificado una descripción o un objeto social para esta compañía.

TRL 4-5

Presupuesto del proyecto 1M€

Fecha límite de participación Sin fecha límite de participación.

Descripción del proyecto 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.

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