Collaborative Research: Topological Phases of Matter and Their Application to Quantum Computing
合作研究:物质的拓扑相及其在量子计算中的应用
基本信息
- 批准号:1108736
- 负责人:
- 金额:$ 9.98万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2011
- 资助国家:美国
- 起止时间:2011-09-01 至 2016-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
In this collaborative project the Principal Investigators (PIs) willinvestigate mathematical models for topological phases of matter and theirapplication to the nascent field of quantum information. Examples oftopological phases of matter include Fractional Quantum Hall liquids andtopological insulators: materials subjected to extreme physical conditions(e.g. near zero Kelvin, under large magnetic forces) which appear toexhibit topological behavior. The main objectives of the project are tobetter understand the taxonomy of these exotic states of matter throughmathematical models, address physically and computationally motivatedmathematical problems, and apply topological and algebraic methods tostudy them. For example, the issue of quantum computational power(universality) may be analyzed by finding the images of the braid groupsunder representations associated to a particular model. Moreover, theextant hypothesized models for topological states of matter do not captureall of the subtleties (such as fermionic topological order) so the PIswill develop new models.The classical states of matter of solid, liquid and gas have more refinedclassifications: for example, solid crystals may be differentiated bytheir symmetries. Newly discovered topological materials have yet to befully understood, but potentially can be used to build (quantum)computational devices out-performing standard micro-chip based computers.The most commonly encountered model for quantum computation, the quantumcircuit model, requires challenging, if not impossible, accuracy on thehardware to be of practical value due to local interactions of the systemwith the surrounding environment. The topological model based on exoticstates of matter, while mathematically more complicated, has a built-intolerance for such interactions. The PIs will mathematically study theseexotic states of matter focusing on their application to new computationalparadigms with potentially significant benefit to society.
在这个合作项目中,主要研究人员(PI)将研究物质拓扑相的数学模型及其在量子信息新兴领域的应用。 物质拓扑相的例子包括分数量子霍尔液体和拓扑绝缘体:材料受到极端的物理条件(例如接近零开尔文,在大磁力下),似乎表现出拓扑行为。 该项目的主要目标是通过数学模型更好地理解这些奇异物质状态的分类,解决物理和计算驱动的数学问题,并应用拓扑和代数方法来研究它们。例如,量子计算能力(普适性)的问题可以通过找到与特定模型相关的辫子群的图像来分析。此外,现存的拓扑状态的假设模型不能捕捉所有的微妙之处(如费米拓扑顺序),因此PI将开发新的模型。固体,液体和气体的经典物质状态有更精细的分类:例如,固体晶体可以通过它们的对称性来区分。 新发现的拓扑材料还没有被完全理解,但有可能被用来建造(量子)计算设备,性能超过标准的基于微芯片的计算机。最常见的量子计算模型,量子电路模型,由于系统与周围环境的局部相互作用,需要具有挑战性(如果不是不可能的话)的硬件精度才有实用价值。基于物质奇异态的拓扑模型,虽然在数学上更加复杂,但对这种相互作用有一种内在的不容忍。PI将从数学上研究这些奇异的物质状态,重点是将其应用于对社会有潜在重大利益的新计算范式。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Zhenghan Wang其他文献
Large quantum Fourier transforms are never exactly realized by braiding conformal blocks
大型量子傅立叶变换永远无法通过编织共形块来精确实现
- DOI:
10.1103/physreva.75.032322 - 发表时间:
2006 - 期刊:
- 影响因子:2.9
- 作者:
M. Freedman;Zhenghan Wang - 通讯作者:
Zhenghan Wang
Theory of dc currents in SIS junctions with anisotropic pairing symmetry
具有各向异性配对对称性的 SIS 结中的直流电流理论
- DOI:
10.1006/spmi.1999.0705 - 发表时间:
1999 - 期刊:
- 影响因子:3.1
- 作者:
Jun;J. Dong;Zhenghan Wang - 通讯作者:
Zhenghan Wang
On Realizing Modular Data.
关于实现模块化数据。
- DOI:
- 发表时间:
2019 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Parsa Bonderson;E. Rowell;Zhenghan Wang - 通讯作者:
Zhenghan Wang
Rank 4 premodular categories Paul Bruillard Appendix with
排名 4 前模块类别 Paul Bruillard 附录
- DOI:
- 发表时间:
2016 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
César Galindo;S. Ng;J. Plavnik;E. Rowell;Zhenghan Wang - 通讯作者:
Zhenghan Wang
Self-homeomorphisms of 4-manifolds with fundamental group Z
基本群 Z 的 4 流形的自同构
- DOI:
10.1016/s0166-8641(99)00076-0 - 发表时间:
2000 - 期刊:
- 影响因子:0.6
- 作者:
R. Stong;Zhenghan Wang - 通讯作者:
Zhenghan Wang
Zhenghan Wang的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Zhenghan Wang', 18)}}的其他基金
Collaborative Research: FET: Small: Topological quantum computing beyond anyons
合作研究:FET:小型:超越任意子的拓扑量子计算
- 批准号:
2006463 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 9.98万 - 项目类别:
Standard Grant
FRG: cQIS: Collaborative Research: Mathematical Foundations of Topological Quantum Computation and Its Applications
FRG:cQIS:协作研究:拓扑量子计算的数学基础及其应用
- 批准号:
1664351 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 9.98万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: Mathematical Foundations of Topological Quantum Computation
合作研究:拓扑量子计算的数学基础
- 批准号:
1411212 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 9.98万 - 项目类别:
Standard Grant
Quantum-QuBIC: Topological Quantum Computation
Quantum-QuBIC:拓扑量子计算
- 批准号:
0130388 - 财政年份:2001
- 资助金额:
$ 9.98万 - 项目类别:
Standard Grant
Mathematical Sciences Postdoctoral Research Fellowships
数学科学博士后研究奖学金
- 批准号:
9627757 - 财政年份:1996
- 资助金额:
$ 9.98万 - 项目类别:
Fellowship Award
相似国自然基金
Research on Quantum Field Theory without a Lagrangian Description
- 批准号:24ZR1403900
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
Cell Research
- 批准号:31224802
- 批准年份:2012
- 资助金额:24.0 万元
- 项目类别:专项基金项目
Cell Research
- 批准号:31024804
- 批准年份:2010
- 资助金额:24.0 万元
- 项目类别:专项基金项目
Cell Research (细胞研究)
- 批准号:30824808
- 批准年份:2008
- 资助金额:24.0 万元
- 项目类别:专项基金项目
Research on the Rapid Growth Mechanism of KDP Crystal
- 批准号:10774081
- 批准年份:2007
- 资助金额:45.0 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
Collaborative Research: Topological Defects and Dynamic Motion of Symmetry-breaking Tadpole Particles in Liquid Crystal Medium
合作研究:液晶介质中对称破缺蝌蚪粒子的拓扑缺陷与动态运动
- 批准号:
2344489 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 9.98万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: Data-Driven Elastic Shape Analysis with Topological Inconsistencies and Partial Matching Constraints
协作研究:具有拓扑不一致和部分匹配约束的数据驱动的弹性形状分析
- 批准号:
2402555 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 9.98万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: RUI: Topological methods for analyzing shifting patterns and population collapse
合作研究:RUI:分析变化模式和人口崩溃的拓扑方法
- 批准号:
2327892 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 9.98万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: RUI: Topological methods for analyzing shifting patterns and population collapse
合作研究:RUI:分析变化模式和人口崩溃的拓扑方法
- 批准号:
2327893 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 9.98万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: Topological Defects and Dynamic Motion of Symmetry-breaking Tadpole Particles in Liquid Crystal Medium
合作研究:液晶介质中对称破缺蝌蚪粒子的拓扑缺陷与动态运动
- 批准号:
2344490 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 9.98万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: DMREF: Developing and Harnessing the Platform of Quasi-One-Dimensional Topological Materials for Novel Functionalities and Devices
合作研究:DMREF:开发和利用用于新功能和器件的准一维拓扑材料平台
- 批准号:
2324033 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 9.98万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: RESEARCH-PGR: Predicting Phenotype from Molecular Profiles with Deep Learning: Topological Data Analysis to Address a Grand Challenge in the Plant Sciences
合作研究:RESEARCH-PGR:利用深度学习从分子概况预测表型:拓扑数据分析应对植物科学的重大挑战
- 批准号:
2310356 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 9.98万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: AF: Small: Graph Analysis: Integrating Metric and Topological Perspectives
合作研究:AF:小:图分析:整合度量和拓扑视角
- 批准号:
2310412 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 9.98万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: Floer Theory and Topological Entropy
合作研究:弗洛尔理论和拓扑熵
- 批准号:
2304207 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 9.98万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Small: Sub-millisecond Topological Feature Extractor for High-Rate Machine Learning
合作研究:SHF:小型:用于高速机器学习的亚毫秒拓扑特征提取器
- 批准号:
2234921 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 9.98万 - 项目类别:
Standard Grant