Symposium „Simulations of Quantum Field Theories“
Nach einer Pandemie-bedingten Pause führt das Institut für Physik das traditionsreiche Oberwölz-Symposium zur Teilchenphysik in der ersten Septemberwoche (4.-8.9.2023) fort. Dieses fand zuvor seit 1998 bereits acht Mal statt.
Als Thema haben die Organisatoren (R. Alkofer, S. Plätzer, W.Plessas und D. Sexty) "Simulation von Quantenfeldtheorien" gewählt, wobei insbesondere neuere Entwicklungen zur Nutzung von Quantensimulationen und Quantencomputern in der theoretischen Teilchenphysik diskutiert werden. Um die Eigenschaften und Wechselwirkungen der elementaren Bausteine der Natur, den Elementarteilchen, zu bestimmen, werden in den Quantensimulationen der entsprechenden Theorien im wesentlichen zwei Strategien verfolgt. Während einerseits versucht wird, mit gut kontrollierbaren Quantensystemen, wie z.B. einem ultrakalten Atomgas auf einem durch Laser erzeugten Gitter, die in dem entsprechenden Problem der Teilchenphysik vorliegenden Freiheitsgrade nachzubilden, benutzt der alternative Zugang allgemein nutz- und programmierbare Quantencomputer. In letzterem Fall besteht, wie auch bei anderen Anwendungen von Quantencomputern, die Herausforderung in der Programmierung eines effizienten und fehler-tolerablen Algorithmus, der eine Fehlerkontrolle erlaubt. Die in diesem Zusammenhang eingesetzten Protokolle und Algorithmen werden auch in einem weiteren neuartigen Zugang zu Problemen in der theoretischen Physik, den sogenannten Tensor-Netzwerken, verwendet, und somit wird im Oberwölz-Symposium auch diese Verbindung zwischen zuerst verschieden erscheinenden Methoden diskutiert werden.
Das Ziel dieses wissenschaftlichen Treffens ist es, führende Expert*inn*en und Nachwuchswissenschaftler*innen aus aller Welt zusammenzubringen, die über die Implementation von Quantensimulationen und Quantum Computing in der Teilchenphysik forschen. Die kritische Analyse der derzeit existierenden verschiedenen Zugänge soll dadurch ermöglicht werden, dass die teilnehmenden Wissenschaftler*innen mit jeweils verschiedenem Hintergrund die Vor- und Nachteile der jeweiligen Methoden detailliert diskutieren. Dies legt dann die Grundlage für eine entsprechende Weiterentwicklung aller dieser Zugänge und könnte im Idealfall zur Etablierung neuartiger und besser adaptierter Methoden in den Bereichen Quantum Simulation und Quantum Computing wie auch zu deren Vernetzung mit „klassischen“ computerorientierten Methoden führen. Letzteres zielt dann auf eine nicht-triviale Verschränkung von etablierten und sich neu entwickelnden Methoden der Simulation von Quantenfeldtheorien.
Insbesondere werden die teilnehmenden Nachwuchswissenschatler*innen vom Stil dieses Symposiums, dass Hauptvorträge von Expert*inn*en, Seminarbeiträge von Nachwuchswissenschatler*innen und Diskussionsveranstaltungen umfasst, profitieren. Ausserdem erhofft sich das Organisationsteam von dem Symposium, wie das oft auch schon in den vorherigen Symposien der Fall war, die Initiierung neuer Kollaborationen, die dann wesentliche weitere Fortschritte in dem sich sehr dynamisch entwickelnden Feld der Quantensimulation und des Quantum Computings erzielen werden können.
Das Treffen findet als "795. Wilhelm und Else Heraeus Seminar" statt und wird hauptsächlich von der deutschen WE-Heraeus-Stiftung (https://www.we-heraeus-stiftung.de/) finanziell gefördert. Weitere Unterstützungen kommen vom Land Steiermark, der Stadt Oberwölz sowie der Karl-Franzens-Universität Graz.
