Der theoretische Physiker Torsten Zache hat zum Jahresbeginn eine Juniorgruppe am IQOQI Innsbruck übernommen. Zache ist zugleich Assistenzprofessor am Institut für Theoretische Physik der Universität Innsbruck. Für seine Forschung an Quantensimulationen von Gittereichtheorien erhielt er einen ERC Starting Grant.
Eichtheorien sind zentrale Modelle der modernen Physik, doch ihre numerische Simulation stößt oft an Grenzen. Mit seiner neuen Forschungsgruppe will Torsten Zache eine Klasse von regularisierten Eichtheorien formulieren, die speziell für Quantensimulationen konzipiert sind. Auf deren Basis wird er dann mit seinem Team digitale Quantenalgorithmen für eine geeignete Hardware entwickeln. Geplant sind zudem klassische Tensornetzwerk-Simulationen, um paradigmatische Phänomene wie „Confinement“ zu analysieren und robuste Vergleichsmaßstäbe für Quantensimulatoren zu schaffen.
In Zusammenarbeit mit experimentellen Gruppen entwickelt Zache auch Algorithmen für Qudit-basierte Quantencomputer, also mehr als zweistufige Quantensysteme. Diese erlauben eine effiziente Darstellung von trunkierten nicht-abelschen Eichtheorien. Im Fokus stehen Plattformen mit gefangenen Ionen und Rydberg-Atomen. Ergebnisse daraus sollen die Entwicklung künftiger Quantentechnologien für Anwendungen in Festkörperphysik, Quantenchemie und Quanteninformationsverarbeitung voranbringen.
Torsten Victor Zache, geboren 1992 in Berlin, studierte Physik in Heidelberg und promovierte dort. Seit 2020 forschte er an der Universität Innsbruck und am IQOQI Innsbruck in den Arbeitsgruppen von Peter Zoller und Hannes Pichler. Mit dem ERC Starting Grant baut er nun seine eigene Forschungsgruppe auf.