Szemináriumok

Noise, Magic, and Error-Resilience in Encoding–Decoding Quantum Circuits

Időpont: 
2025. 11. 07. 10:15
Hely: 
BME building F, seminar room of the Dept. of Theoretical Physics
Előadó: 
Fabian Ballar (Uni Augsburg)
A szeminárium részletei: 
https://physics.bme.hu/node/5817
Nonstabilizerness, or magic, is a key quantum resource required for quantum computational advantage. Noise is typically viewed as purely detrimental because it drives quantum states toward classicality. However, the behavior of magic under realistic noisy dynamics remains poorly understood, in part due to the complexity of analyzing mixed-state magic.
 
In this talk, I will show that non-unital noise, exemplified by amplitude damping, can preserve and even inject magic into quantum states. Building on this observation, we present a proof-of-principle protocol that distills pure magic states using access to the noisy channel alone.
 
We then investigate the behavior of encoding–decoding quantum circuits under realistic noise models. Recent works suggest the presence of two distinct transitions. One transition separates a phase that is error-resilient, where the encoded logical state can be recovered, from a phase where recovery fails. The other transition was found to occur in the nonstabilizerness of the output states. We show that these two transitions do not coincide in general. In particular, while an error-resilience transition persists under realistic noise, we do not observe any transition in magic.
 
Finally, we discuss what features of a unitary ensemble allow it to sustain an error-resilient phase, shedding light on what makes a unitary "good" for protecting quantum information in the presence of noise.

Tér, idő, mozgás

Időpont: 
2025. 11. 07. 16:00
Hely: 
BME F épület, F29-es előadó
Előadó: 
Takács Gábor (BME)
A szeminárium részletei: 
https://physics.bme.hu/node/5816
Kedves Kollégák, Diákok!
 
Szeretettel hívunk meg minden érdeklődőt a BME TTK ScienceCampus tudománynépszerűsítő előadássorozat következő előadására:
 
Takács Gábor (BME TTK Elméleti Fizika Tanszék):
Tér, idő, mozgás
 
november 7. péntek 16.00-17.00
helyszín: BME TTK F épület, F29-es terem
 
Az előadás Sean Carroll Az univerzum legfontosabb elméletei c. trilógiájának első része alapján (magyar kiadás szakmai lektora Takács Gábor volt) végigkalauzol a klasszikus mechanika fejlődésén, Newton mozgástörvényeitől indulva egészen Einstein relativitáselméletéig. Utunk során felvázoljuk a a tér, az idő és a mozgás alapvető fogalmainak fejlődését, valamint az energia és a gravitáció természetére vonatkozó korszakalkotó felfedezéseket. Az esemény ideje alatt megvásárolható Sean Carroll könyve a Typotex Kiadó további kiadványai mellett.  
 
Kérjük, a részvételi szándékot a luma felületén jelezzék: https://luma.com/80v5vrq9
 
Az előadássorozat FB oldala: https://www.facebook.com/BME.TTK.ScienceCampus/
 
Az előadásokkal elsősorban a természettudományok iránt érdeklődő középiskolás korosztályt célozzuk meg, de természetesen minden érdeklődőt szeretettel várunk!
 
Asbóth János
BME TTK Fizikai Intézet, Science Campus koordinátor

Molecular Quantum electro-Dynamics

Időpont: 
2025. 11. 11. 14:30
Hely: 
Molecular Quantum electro-Dynamics
Előadó: 
Edit Mátyus (ELTE)
A szeminárium részletei: 
https://physics.bme.hu/node/5818

High-resolution and precision spectroscopy of cold and controlled atoms and molecules provides stringent tests of (molecular) quantum mechanics and calls for further developments, beyond the commonly used Born-Oppenheimer and non-relativistic approximations. I will speak about recent developments in going beyond both approximations, related theoretical and methodological challenges, and some numerical examples motivated by experimental work.

Eigenstate preparation in integrable spin chains: A review

Időpont: 
2025. 11. 21. 10:15
Hely: 
BME building F III, seminar room of the Institute of Physics
Előadó: 
Balázs Pozsgay (ELTE)
A szeminárium részletei: 
https://physics.bme.hu/node/5827
Recently there has been considerable interest in the topic of eigenstate preparation. The question is whether selected eigenstates (or perhaps all eigenstates) of certain models can be prepared efficiently on a quantum computer. Efficient means that the number of gates needed (and possibly the number of auxiliary qubits needed) scales only polynomially with the number of particles and the length of the spin chain. Integrable models have relatively “simple” eigenstates, as compared to those of chaotic models. This motivated the idea/conjecture that eigenstates of integrable models should not be complex from the quantumcomputation point of view. However, the question is very far from obvious. In this talk we review recent attempts and contributions, including work of the speaker[1, 2]. We will explain that the question of eigenstate preparation and quantum computational complexity in integrable models is not yet settled, and it is an active area of research today.
 
[1]: PRX Quantum 6, 030316 (2025)
[2]: SciPost Phys. 18, 187 (2025)

Út a fúziós erőművek felé

Időpont: 
2025. 11. 21. 16:00
Hely: 
BME E épület (Egry József utca 1), E1C terem
Előadó: 
Dunai Dániel (HUN-REN EK)
A szeminárium részletei: 
https://physics.bme.hu/node/5822
Kedves Kollégák, Diákok!
 
Szeretettel hívunk meg minden érdeklődőt a BME TTK ScienceCampus
tudománynépszerűsítő előadássorozat következő előadására:
 
Dunai Dániel (HUN-REN Energiatudományi Kutatóközpont, Fúziós Plazmafizika Laboratórium,  ITER Optikai Pellet Diagnosztika projekt vezetője):
Út a fúziós erőművek felé
 
november 21 péntek 16.00-17:00
helyszín - ÚJ! BME E épület (Egry József utca 1), E1C terem
 
A fúziós energiatermelés kutatása jelenleg a fizika egyik legnagyobb és potenciálisan az egyik legnagyobb hatású kutatási területe. De miért nem fúziós reaktorokkal termelünk már most energiát, ha a kutatások az 1950-es években elkezdődtek? Mi az ITER, és miért gondoljuk, hogy ez lehet az út a fúziós erőművek felé? Hogyan vesznek rész a hazai kutatók ebben a munkában? Az előadás többek között ezekre a kérdésekre is igyekszik majd válaszokat adni, de a fizikai és technikai alapok is tárgyalásra kerülnek majd.
 
Kérjük, a részvételi szándékot a luma felületén jelezzék:
 
Az előadássorozat FB oldala:
 
Az előadásokkal elsősorban a természettudományok iránt érdeklődő középiskolás korosztályt célozzuk meg, de természetesen minden érdeklődőt szeretettel várunk!
 
Asbóth János
BME TTK Fizikai Intézet, Science Campus koordinátor
 

Learning to predict ground state properties of gapped Hamiltonians

Időpont: 
2025. 11. 25. 14:30
Hely: 
BME building F, lecture hall 13, second floor
Előadó: 
Richard Kueng (Linz)
A szeminárium részletei: 
https://physics.bme.hu/node/5828
Classical machine learning (ML) provides a potentially powerful approach to solving challenging quantum many-body problems in physics and chemistry. However, the advantages of ML over traditional methods have not been firmly established. In this work, we prove that classical ML algorithms can efficiently predict ground-state properties of gapped Hamiltonians after learning from other Hamiltonians in the same quantum phase of matter. By contrast, under a widely accepted conjecture, classical algorithms that do not learn from data cannot achieve the same guarantee. Our proof technique combines signal processing with quantum many-body physics and also builds upon the recently developed framework of classical shadows. I will try to convey the relevant background and main ideas and also present numerical experiments that address the anti-ferromagnetic Heisenberg model and Rydberg atom systems. 
 
 
Helye: BME Fizikai Intézet, Fizika Tanszék 
Budafoki út 8. F-épület, 2. emelet, 13-as terem 
 
 
Ideje: 2025. november 25. (kedd), 14:30. 
Kapunyitás 14:14-től. 

Magic and Complexity in Quantum Circuits

Időpont: 
2025. 11. 28. 11:15
Hely: 
BME building F III, seminar room of the Institute of Physics
Előadó: 
Dominik Szombathy (BME)
A szeminárium részletei: 
https://physics.bme.hu/node/5829
The event is the internal pre-defense of the speaker. 
 
Thesis abstract: "My doctoral research examines the mechanisms that generate quantum resources, which are important in realising quantum computational advantage, with a particular focus on non-stabilizerness, which characterises resources beyond entanglement. 
 
While Clifford circuits efficiently generate entanglement, they remain classically simulable. However, the introduction of non-Clifford operations, like the T-gate, leads to a rapid transition in both spectral statistics and resource generation. My dissertation systematically examines how periodic orbit structures and spectral degeneracies in pure Clifford circuits are progressively disrupted by the presence of non-Clifford gates. This T-gate doping eventually leads to chaotic behaviour exponentially fast, and in the form of reproducing random unitary statistics, universal quantum computation. A transition can also be seen for the non-stabilizerness statistics, while only reaching random unitary behaviour linearly.
 
Non-stabilizerness or magic quantifies non-Cliffordness, or in other words, how far a state lies from a stabiliser state. In random unitary circuits, we quantify how magic and entanglement are generated, and while their mean values correlate, fluctuations of these resources are asymptotically independent. This work also extends the investigation of stabiliser Rényi entropy in open quantum systems under noise channels. Showing that non-trivial stabiliser Rényi entropy can emerge as a result of environmental noise."

Mechanical manipulation of single molecules

Időpont: 
2025. 12. 02. 14:30
Hely: 
BME building F, lecture hall 13, second floor
Előadó: 
Miklós Kellermayer (Semmelweis)
A szeminárium részletei: 
https://physics.bme.hu/node/5830

With the advent of novel single-molecule biophysical methods such as optical tweezers and atomic force microscopy, it has become possible to mechanically manipulate individual molecules and particles. Such experimental approach provides unprecedented insight into the structural dynamics and mechanical features of biological molecules and paves the way towards understanding the pivotal role mechanical forces play in the living cell. 

Quantum Many-Body Systems with Long-Range Interactions

Időpont: 
2025. 12. 05. 10:15
Hely: 
BME building F III, seminar room of the Institute of Physics
Előadó: 
Nicolo Defenu (ETH Zürich)
A szeminárium részletei: 
https://physics.bme.hu/node/5832

This talk aims to provide a comprehensive overview of recent advances, emphasizing the need for a unifying framework to study long-range interactions. We will review the equilibrium properties of long-range interacting quantum spin systems, focusing on the variable-range quantum XY model and its equilibrium phase diagram. The impact of long-range interactions on the quantum paramagnetic and ferromagnetic phases will be examined. The core of the talk addresses out-of-equilibrium dynamics, including the spreading of quantum correlations, slowdown of entanglement dynamics, suppression of thermalization, and the appearance of long-lived metastable states. 

Nuclear physics in the era of radioactive ion beam facilities

Időpont: 
2025. 12. 09. 14:30
Hely: 
BME building F, lecture hall 13, second floor
Előadó: 
Zsolt Podolyák (Surrey)
A szeminárium részletei: 
https://physics.bme.hu/node/5831

Nuclear physics is being revolutionised by the new generation radioactive beam facilities. The European flagship facility, FAIR, is being built at the existing GSI facility near Darmstadt, Germany. The talk will introduce topics of contemporary nuclear physics in connection with opportunities provided by FAIR. Selected highlights from GSI, relevant beyond nuclear physics, will be presented.

Oldalak