Grant: Collaborative Science, Technology and Innovation Program - Collaborative R&D Initiatives

The project targets the analysis and development of novel quantum algorithms for scalable quantum computing under realistic hardware errors. The first theme seeks the development of detailed models of physical errors, tracking how they propagate through different architectures and quantum error correction codes, to characterize the residual logical level errors. These realistic error models will be used to understand the limits and opportunities for quantum algorithms on both near-term uncorrected devices and future error-corrected quantum processors. The second theme seeks to focus on the simulation of quantum localization, an important phenomenon that underpins questions about metal-insulator transitions and the thermalization of disordered interacting systems, which offers promise of intrinsic robustness to certain classes of errors. The project will leverage these two themes to optimize the co-design of simulation algorithms under expected physical and logical error models, to identify the most promising routes for algorithms simulating localization.

Ce projet se concentrera sur l’analyse et le développement d’algorithmes quantiques innovants pour permettre un calcul quantique évolutif, en tenant compte des erreurs matérielles réalistes. Le premier axe de recherche impliquera la création de modèles détaillés des erreurs physiques et leur suivi à travers des architectures et des codes de correction d’erreurs quantiques. Cela permettra de caractériser les erreurs résiduelles au niveau logique, offrant une compréhension des limites et potentiels des algorithmes quantiques, aussi bien pour les dispositifs sans correction à court terme que pour les futurs processeurs quantiques avec correction d’erreurs. Le deuxième axe sera axé sur la simulation de la localisation quantique, un phénomène clé lié aux transitions métal-isolant et à la thermalisation des systèmes désordonnés en interaction. Il s’agira de co-concevoir des algorithmes de simulation en fonction des modèles d’erreurs physiques et logiques anticipés, afin d’identifier les approches les plus prometteuses pour les algorithmes simulant la localisation.

In the short term, anticipated outcomes will be strengthened collaborations across industry, academia, and government to support research excellence. In the medium term, anticipated outcomes will be the development of new and potentially disruptive technologies with collaborators. In the long term, find collaborative solutions to public policy challenges and create stronger innovation systems.

À court terme, les résultats prévus seront des collaborations renforcées entre l'industrie, le milieu universitaire et le gouvernement pour soutenir l'excellence en recherche. À moyen terme, les résultats attendus seront le développement de nouvelles technologies potentiellement perturbatrices avec des collaborateurs. À long terme, trouver des solutions collaboratives aux défis des politiques publiques et créer des systèmes d'innovation plus solides.

Collaborate on multiparty research and development programs to catalyze transformative, high-risk, high-reward research with the potential for game-changing scientific discoveries and technological breakthroughs in priority areas.

Collaborer à des programmes multipartites de recherche-développement dans le but de profiter de la synergie entre la recherche transformatrice à haut risque et à haut rendement et le potentiel de découvertes scientifiques et de percées technologiques révolutionnaires dans des secteurs d’intervention prioritaires.