Szilárd Szalay's Home Page

Szilárd Szalay, PhD, mathematical physicist, researcher, with interest in quantum entanglement and correlation theory. Interested in beautiful, deep and fundamental problems lying in the heart of quantum theory, together with their exciting manifestations in the field of quantum information science and manybody physics.

My main research interests are

quantum correlations, entanglement, Bell-nonlocality
entanglement classification, qualification and quantification in multipartite systems
quantum metrology
quantum information theroy and quantum computing
quantum correlation and entanglement theory for fermionic systems
mathematical physics: geometrical and algebraical methods in physics
quantum foundations (I'm still in learning phase, like anyone else...)
black hole / qubit correspondence (formerly)

I am currently a research fellow
at the Strongly Correlated Systems ("Lendület") research group
of the Theoretical Solid State Physics Department
of the Research Institute for Solid State Physics and Optics
of the Wigner Research Centre for Physics
~~of the Hungarian Academy of Sciences.~~

Office: 120/b, 1st floor, Building I.,
"KFKI" Campus,
29-33, Konkoly-Thege Miklós str.,
Budapest, H-1121, Hungary.

office phone number +36 1 392 2222, ext. 3046
e-mail address szalay.szilard (at) wigner (dot) ~~mta (dot)~~ hu
szalay (at) phy (dot) bme (dot) hu (for teaching activities only)

Publications

MTMT database, Google Scolar profile.

19.	Mihály Máté, Klára Petrov, Szilárd Szalay, Örs Legeza, Compressing multireference character of wave functions via fermionic mode optimization (research article), J. Math. Chem. 61, 362 (2023) (preprint arXiv:2204.13531 [quant-ph])
18.	Szilárd Szalay, Zoltán Zimborás, Mihály Máté, Gergely Barcza, Christian Schilling, Örs Legeza, Fermionic systems for quantum information people (research article), J. Phys. A: Math. Theor. 54, 393001 (2021) (preprint arXiv:2006.03087 [quant-ph])
17.	Lexin Ding, Sam Mardazad, Sreetama Das, Szilárd Szalay, Ulrich Schollwöck, Zoltán Zimborás, Christian Schilling, Concept of orbital entanglement and correlation in quantum chemistry (research article), J. Chem. Theory Comput. 2021, 17, 79 (2020) (preprint arXiv:2006.00961 [quant-ph])
16.	Kyung Hoon Han, Seung-Hyeok Kye, Szilárd Szalay, Partial separability/entanglement violates distributive rules (research article), Quant. Inf. Proc. 19, 202 (2020) (preprint arXiv:1911.06496 [quant-ph])
15.	Szilárd Szalay, k-stretchability of entanglement, and the duality of k-separability and k-producibility (research article), Quantum 3, 204 (2019) (preprint arXiv:1906.10798 [quant-ph], perspective on it by Géza Tóth Quantum Views 4, 30 (2020))
14.	Jan Brandejs, Libor Veis, Szilárd Szalay, Gergely Barcza, Jiří Pittner, Örs Legeza, Quantum information-based analysis of electron-deficient bonds (research article), J. Chem. Phys. 150, 204117 (2019) (preprint arXiv:1902.02682 [physics.chem-ph])
--.	Máté Mihály, Barcza Gergely, Szalay Szilárd, Legeza Örs, Molekulákba kódolt kvantuminformáció: átmenetifém-klaszterek elektronszerkezete (research article, in Hungarian), Magyar Kémiai Folyóirat 125, 111 (2019)
13.	Nike Dattani, Szilárd Szalay, Nicholas Chancellor, Pegasus: The second connectivity graph for large-scale quantum annealing hardware (research article) (preprint arXiv:1901.07636 [quant-ph])
12.	Szilárd Szalay, The classification of multipartite quantum correlation (research article), J. Phys. A 51. 485302 (2018) (preprint arXiv:1806.04392 [quant-ph])
11.	Szilárd Szalay, Gergely Barcza, Tibor Szilvási, Libor Veis, Örs Legeza, The correlation theory of the chemical bond (research article), Sci. Rep. 7. 2237 (2017) (preprint arXiv:1605.06919 [quant-ph], poster .pdf, .pdf, slides .pdf)
10.	Szilárd Szalay, Multipartite entanglement measures (research article), Phys. Rev. A 92, 042329 (2015) (preprint arXiv:1503.06071 [quant-ph], poster .pdf, slides .pdf)
9.	Szilárd Szalay, Max Pfeffer, Valentin Murg, Gergely Barcza, Frank Verstraete, Reinhold Schneider, Örs Legeza, Tensor product methods and entanglement optimization for ab initio quantum chemistry (tutorial review, invited), Int. J. Quant. Chem. 115, 1342 (2015) (preprint arXiv:1412.5829 [physics.chem-ph])
8.	Örs Legeza, Thorsten Rohwedder, Reinhold Schneider, Szilárd Szalay, Tensor Product Approximation (DMRG) and Coupled Cluster method in Quantum Chemistry (thematic review, book chapter), Many-Electron Approaches in Physics, Chemistry and Mathematics (Volker Bach, Luigi Delle Site (Eds.), Springer 2014) (preprint arXiv:1310.2736 [physics.chem-ph])
7.	Szilárd Szalay, Quantum entanglement in finite-dimensional Hilbert spaces (Ph.D. dissertation) (preprint arXiv:1302.4654 [quant-ph])
6.	Szilárd Szalay, Zoltán Kökényesi, Partial separability revisited: Necessary and sufficient criteria (research article), Phys. Rev. A 86, 032341 (2012) (preprint arXiv:1206.6253 [quant-ph]) (for missing examples: Kyung Hoon Han and Seung-Hyeok Kye, Construction of three-qubit biseparable states distinguishing kinds of entanglement in a partial separability classification, Phys. Rev. A 99, 032304 (2019))
5.	Szilárd Szalay, All degree six local unitary invariants of k qudits (research article), J. Phys. A 45, 065302 (2012) (preprint arXiv:1105.3086 [quant-ph])
4.	Szilárd Szalay, Separability criteria for mixed three-qubit states (research article), Phys. Rev. A 83, 062337 (2011) (preprint arXiv:1101.3256 [quant-ph], slides .pdf)
3.	Péter Lévay, Szilárd Szalay, STU attractors from vanishing concurrence (research article), Phys. Rev. D 84, 045005 (2011) (preprint arXiv:1011.4180 [hep-th])
2.	Péter Lévay, Szilárd Szalay, Attractor mechanism as a distillation procedure (research article), Phys. Rev. D 82, 026002 (2010) (preprint arXiv:1004.2346 [hep-th])
1.	Szilárd Szalay, Péter Lévay, Szilvia Nagy, János Pipek, A study of two-qubit density matrices with fermionic purifications (research article), J. Phys. A 41, 505304 (2008) (preprint arXiv:0807.1804 [quant-ph])

Talks, posters

Only some selected ones.

10.	Szilárd Szalay, k-partitionability, k-producibility and k-stretchability of entanglement (poster summarizing the structure of the permutation invariant properties, from the material of paper 15. above, poster .pdf)
9.	Szilárd Szalay, Multipartite correlations in quantum systems and the chemical bond (seminar talk, from the material of paper 11. above, for about 60 minutes, slides .pdf)
8.	Szalay Szilárd, Sokrész korrelációk kvantumrendszerekben (talk in Hungarian, ELFT Vándorgyűlés 2016, Szeged, for about 25+ minutes, slides .pdf)
7.	Szilárd Szalay, Multipartite entanglement and correlation (poster summarizing the backbone of the theory, from the material of paper 11. above, poster .pdf)
6.	Szilárd Szalay, Multipartite correlations (poster on the correlations and clustering, from the material of paper 11. above, poster .pdf)
5.	Szilárd Szalay, Partial separability and multipartite entanglement measures (seminar talk, from the material of paper 10. above, for about 60 minutes, slides .pdf printer friendly version (light colors and without overlays))
4.	Szilárd Szalay, Multipartite entanglement measures (poster, from the material of paper 10. above, poster .pdf)
3.	Szilárd Szalay, Partial separability revisited (poster, on the classification, from the material of paper 6. above, poster .pdf)
2.	Szilárd Szalay, Multipartite entanglement: the curious case of three qubits (school lecture for about 60 minutes, slides .pdf printer friendly version (light colors and without overlays))
1.	Szilárd Szalay, Entanglement and correlations: an introduction (school lecture in two parts for two times about 45-60 minutes, slides .pdf printer friendly version (light colors and without overlays))

Events

Some events I participated in the organization.

5.	Entanglement Days 2020 (international conference, postponed due to the pandemic)
4.	Fundamental Quantum Physics and Applications in Space 2020 (COST, international conference, postponed due to the pandemic)
3.	Entanglement Days 2018 (international conference)
2.	Entanglement Day (2015) (workshop on the national level)
1.	Entanglement Day (2014) (workshop on the national level)

Egyebek (hallgatóknak...)

Some miscellaneous works, in Hungarian. Talán hasznos lehet hallgatóknak, de kérlek, vegyétek figyelembe, hogy néhány ezek küzöl még hallgató koromban készült, most már sok helyen máshogyan írnám őket.

6.	Szalay Szilárd, Kvantumkorrelációk és rejtett változók (ismeretterjesztő cikk kvantumkorrelációkról, megjelenik a Fizikai Szemle (ELFT) LXXIII. évfolyamának 1. számában (2023/01), .pdf)
5.	Gosztola Ágnes, Szalay Szilárd, Kvantummechanika – hogy is van ez? (interjú, készítette Gosztola Ágnes, megjelent a Műhely folyóirat (BME) XVII. évfolyamának 1. számában (2019.02.04), .pdf)
4.	Szalay Szilárd, A valós struktúra sajátalterei $S^m C^2 \otimes S^n C^2$ téren (reprezentációelmélet házi feladat (2008 tavasz, javított változat 2010), dr. Etesi Gábor specijén, .pdf)
3.	Szalay Szilárd, Geometriai fázisfaktorok a kvantumszámításban (diplomamunka (2007), konzulens dr. Lévay Péter, .pdf)
2.	Nagy Károly, Szalay Szilárd, Compton-kamera képalkotásához szükséges eljárások vizsgálata (TDK dolgozat (2006), konzulens: dr. Czifrus Szabolcs, csak a forráskód .tar.gz)
1.	Szalay Szilárd, Geometriai fázisfaktorok a kvantumszámításban (TDK dolgozat (2005), konzulens: dr. Lévay Péter, .pdf)

Students

Szabolcs Földes	TDK. (ELTE, 2024)
Mihály Máté	PhD. (ELTE, 2024)	Studying strongly correlated systems with tensor network state methods and quantum information theory
Péter Nyári	TDK. (ELTE, 2023)	Dicke állapotok összefonódása
Mihály Máté	MSc. (ELTE, 2017)	Simulation of strongly correlated systems with tensor network state methods
Kökényesi Zoltán	TDK. (BME, 2011)	Három-qubit kevert állapotok összefonódása

Teaching activity

2023 Ősz	Modern(?) matematikai módszerek a fizikában, BME (helyettesítés, 6 előadás)
2023 summer	First and second quantization of identical particles, Wigner RCP summer course (for physicist, mathematician students and interested fellows)
2023 spring	Quantum entanglement, Wigner RCP (for physicist, mathematician students and interested fellows)
2021 spring	Quantum entanglement, BUTE (for physicist, mathematician students)
2020 Ősz	Modern(?) matematikai módszerek a fizikában, BME (gyakorlat)
2019 Tavasz	Sztochasztika hallgatói szeminárium, BME (fizikus, matematikus hallgatóknak)
2018 Tavasz	Kvantumösszefonódás, BME (fizikus, matematikus hallgatóknak)
2016 Tavasz	Kvantumösszefonódás, BME (fizikus, matematikus hallgatóknak)
2014 Tavasz	Kvantumösszefonódás, BME (fizikus, matematikus hallgatóknak)
2012 Tavasz	Kvantumösszefonódás, BME (fizikus, matematikus hallgatóknak)
2011	TDK téma, BME/ELTE (fizikus, matematikus hallgatóknak)
2010 Ősz	Bevezető Fizika, BME (műszaki informatikus, villamosmérnök hallgatóknak, P5 kurzus)
2009 Ősz	Bevezető Fizika, BME (műszaki informatikus, villamosmérnök hallgatóknak, H4 és P6 kurzusok)
2009 Tavasz	Matematika A1x Analízis Gyakorlat, BME (keresztfélév villamosmérnök hallgatóknak)
2008 Ősz	Matematika A1 Analízis Gyakorlat, BME (építőmérnök hallgatóknak)
2008 Ősz	Felzárkóztató Fizika, BME (műszaki informatikus hallgatóknak, info2 kurzus)
2008 Tavasz	Kísérleti Fizika Labor 3, BME (mérnök-fizikus hallgatóknak, pénteki csoport)