Коррелированные квантовые системы

Группа «Коррелированные квантовые системы» разрабатывает новые методы численного описания коррелированных систем, позволяющие разделить и корректно описать явления, связанные с индивидуальным и коллективным движением частиц в коррелированных системах на разных энергетических масштабах.

Коррелированными называют многочастичные квантовые системы, в которых эффекты взаимодействия приводят к появлению коллективного поведения частиц, качественно отличающегося от того, как ведут себя системы без взаимодействия. Корреляции часто приводят к возникновению квантовой сложности, связанной с запутанностью волновой функции. Эффекты сильных корреляций ответственны за возникновение многих физических явлений, например магнетизма, необычных оптических и электронных свойств материалов, высокотемпературной сверхпроводимости. Корреляции возникают во многих устройствах обработки квантовой информации, например в бозонных семплерах.

Группа занимается изучением поведения коррелированных многочастичных и открытых – взаимодействующих с окружением – систем, от сверххолодных атомов до нейтронных звезд. Исследуются фундаментальные модели, в том числе модель Хаббарда, примесная модель Андерсона, модель Кондо и другие.

Учёные группы также исследуют свойства топологических изоляторов и их изменение при резком воздействии. Кроме того, коллектив работает над бозонными сэмплерами – устройствами, реализующими квантовую сложность многомодового фотонного поля. В частности, исследуется, в какой мере эта сложность релевантна применительно к реальным устройствам с потерями фотонов.

Командой исследованы равновесные свойства, стационарная и нестационарная динамика многочастичных систем. Особое внимание уделяется описанию эффектов декогеренции в структурах кубитов и управлению их свойствами внешним воздействием, а также задачам квантового машинного обучения.