مسیر ۰۱

فازهای حالت آمیخته و حافظه‌های کوانتومی

بررسی می‌کنم که نویز و دینامیک سامانه‌های باز چگونه بر حافظه‌های کوانتومی و فازهای حالت آمیخته اثر می‌گذارند. طول مارکوفی و اطلاعات متقابل شرطی، هم‌بستگی‌هایی فراتر از مشاهده‌پذیرهای موضعی را آشکار می‌کنند و ابزارهایی برای تشخیص تحمل خطا به دست می‌دهند. پژوهش اخیرم محدودیت‌های این ابزارها را نیز روشن می‌کند: اتلاف موضعی می‌تواند در زمانی دلخواه کوتاه، طول مارکوفی نامتناهی ایجاد کند، بی‌آن‌که این امر لزوماً به معنای آرامش کند به حالت پایا باشد.

مسیر ۰۲

درهم‌تنیدگی و اطلاعات کوانتومی

بررسی می‌کنم که تقارن و محدودیت زوجیت فرمیونی چگونه بر درهم‌تنیدگی و انتقال اطلاعات اثر می‌گذارند. کارهای اخیرم ناجمع‌پذیریِ درهم‌تنیدگی پالایش را برای حالت‌های ورنر و نیز برای نسخه‌ی رنیِ این کمیت نشان می‌دهند. در نظریه‌ی شانون کوانتومی فرمیونی، آماده‌سازی و کدگذاری جمعی می‌توانند از برآوردهای مبتنی بر یک نسخه فراتر بروند؛ این پدیده‌ها را با مدل‌های دقیقاً حل‌پذیر بررسی می‌کنم. همچنین به نقش تقارن در حفظ درهم‌تنیدگی در دماهای بالا می‌پردازم.

مسیر ۰۳

یادگیری‌پذیری و رمزگشایی‌پذیری

مطالعه می‌کنم که چه زمانی می‌توان اطلاعات فیزیکی را از داده‌های در دسترس به‌طور کارآمد یاد گرفت، رمزگشایی کرد یا بازنمایی نمود. این مسیر شامل فازهایی است که یادگیری آن‌ها از داده‌های موضعی دشوار است و نیز معیارهایی برای تشخیص این‌که بازیابی اطلاعات در حافظه‌های کوانتومی به عملیات موضعی یا سراسری نیاز دارد.

مسیر ۰۴

سامانه‌های فرمیونی و روش‌های بس‌ذره‌ای

ابزارهای تحلیلی و عددی برای سامانه‌های بس‌ذره‌ای فرمیونی توسعه می‌دهم. برای حالت‌های گاوسی، بررسی می‌کنم که محدودیت‌های ماتریس کوواریانس چگونه به تقریب با حالت‌های حاصل‌ضربی با خطای کنترل‌شده، قضایای متناهی دو فینتی و تضمین‌های بازیابی منجر می‌شوند. این کار شامل کران‌هایی بر انرژی و انرژی آزاد هامیلتونی‌های درجه‌دو و معیارهایی برای گسترش‌پذیری گاوسی است. در بخش عددی نیز از مونت‌کارلوی کوانتومی برای مطالعه‌ی رفتار بحرانی فرمیون‌ها و کاهش موانع مسئله‌ی علامت استفاده می‌کنم.