COMPUTE - nonCommutative polynOMial oPtimisation for qUanTum nEtworks

Kvantni internet bo drastično spremenil način obdelave informacij, komuniciranja in računanja. V zadnjem desetletju so bila razvita prva majhna in srednje velika kvantna omrežja, prototipi tega ambicioznega dolgoročnega cilja. Ta že obstoječa realna kvantna omrežja odpirajo nove možnosti za obdelavo kvantnih informacij. Nedavni protokoli kažejo, da omogočajo povsem nove aplikacije kvantnih tehnologij, npr. za naloge certificiranja, ki temeljijo na Bellovi nelokalnosti kvantnih korelacij, za kriptografijo ali za kvantno računanje, odporno na napake. Kljub temu so njihove zmožnosti v glavnem prezrte: v današnjih eksperimentih se kvantna omrežja uporabljajo predvsem za simulacijo posameznih kvantnih stanj, npr. v standardnem scenariju Alice in Bob. Pristni protokoli kvantnih omrežij ostajajo večinoma eksperimentalno neizvedljivi zaradi nerealnih teoretičnih zahtev, npr. glede šuma. S programom COMPUTE bomo usmerjali prihodnji razvoj kvantnih omrežij tako, da bomo zagotovili koherenten okvir za teoretično preučevanje in razvoj realnih kvantnih omrežij, omogočili izvajanje protokolov realnih kvantnih omrežij, razvili okvir za porazdeljeno kvantno računalništvo, ki bo temeljilo na arhitekturi kvantnega omrežja in bo preseglo hrupne kvantne računalnike srednjega obsega (z enim procesorjem). Z metodološkega vidika bo COMPUTE te cilje dosegel s korenitim izboljšanjem obstoječih metod nekomutativne polinomske optimizacije, ki so ključne za reševanje kvantnih informacijskih problemov. COMPUTE bo presegel tradicionalne meje med področji polinomske optimizacije in kvantne informacijske znanosti, tako da bo orodjem prve skupnosti omogočil dostop do druge, izzivom druge skupnosti pa dostop do prve.