Vidi-subsidie voor wiskundig onderzoek naar digitale communicatie
Alberto Ravagnani gaat twee klassieke problemen in de hedendaagse coderingstheorie oplossen door combinatorische methoden te ontwikkelen.
Coderingstheorie is de wetenschap die gegevens minder gevoelig maakt tegen ruis en storingen, en draagt zo bij aan de betrouwbaarheid van digitale communicatie. Hoewel uiterst complex, heeft deze tak van de wiskunde zeer praktische toepassingen, bijvoorbeeld in ruimte-onderzoek, netwerkcommunicatie en cryptografie. Onderzoeker Alberto Ravagnani heeft van NWO een Vidi-subsidie gekregen om twee klassieke problemen in de coderingstheorie op te lossen die te maken hebben met zogenaamde rang-metrische codes. De onderzoeker zal de subsidie gebruiken om in de komende vijf jaar zijn eigen onderzoeksgroep uit te breiden.
Alberto Ravagnani, universitair docent aan de faculteit Mathematics and Computer Science, is een deskundige op het gebied van de coderingstheorie, de studie van foutcorrigerende codes. Coderingstheorie voegt redundantie toe om de overdracht van gegevens robuuster te maken tegen ruis. Zij wordt bijvoorbeeld gebruikt in cd’s (om fouten als gevolg van krassen en stof te herstellen), mobiele telefoons (om de vervaging en ruis van hoogfrequente radiotransmissie te corrigeren) en zelfs in het Deep Space Network van de NASA.
De belangrijkste uitdaging in de coderingstheorie is het foutcorrigerend vermogen van een code te vergroten (waardoor de ontvanger van een bericht de juiste informatie ontvangt), en tegelijkertijd zoveel mogelijk informatie door te geven.
Een nieuwe aanpak
Ravagnani heeft zijn zinnen gezet op twee problemen die met klassieke methoden tot dusver niet konden worden opgelost. Deze houden verband met zogenaamde rang-metrische codes, een speciaal soort fout-corrigerende codes dat is gebaseerd op matrices in plaats van gewone vectoren. "In plaats van bestaande methoden te verbeteren, wil ik met mijn project een fundamenteel nieuwe aanpak introduceren die gebaseerd is op de wisselwerking tussen coderingstheorie en combinatoriek, de wetenschap van eindige structuren", aldus de wiskundige.
Met behulp van deze combinatorische methoden wil Ravagnani nieuwe structurele eigenschappen van rang-metrische codes op het spoor komen, om zo de eerder genoemde problemen op te lossen. Het gaat daarbij om de classificatie van rang-metrische codes en het probleem hoe je matrices compleet maakt in eindige velden.
Praktische impact
"Het oplossen van deze problemen heeft niet alleen een theoretische betekenis", zegt Ravagnani. "Ik verwacht dat ze ook van invloed zullen zijn op het gebied van de cryptografie. Daar wordt steeds meer gebruik wordt gemaakt van cryptosystemen op basis van foutcorrigerende codes, omdat die bestand zijn tegen aanvallen van quantumcomputers.”
De onderzoeker ziet ook voordelen op het gebied van de kwantumfysica, waar rang-metrische codes ook een rol spelen. "De combinatie van coderingstheorie, combinatoriek en kwantumfysica belooft veel goeds voor een vruchtbare en zeer interdisciplinaire samenwerking tussen verschillende onderzoeksgemeenschappen", zegt hij.
Alberto Ravagnani promoveerde in 2016 in de wiskunde aan de Universiteit van Neuchâtel, Zwitserland. Na als postdoc gewerkt te hebben in Canada en Ierland, kwam hij in 2020 bij de TU/e, waar hij deel uitmaakt van de groep Coding Theory and Cryptology.
Over Vidi
Vidi is een subsidieprogramma van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO). Het programma richt zich op ervaren onderzoekers die na hun promotie al een aantal jaren succesvol onderzoek hebben verricht. In totaal dienden dit jaar 402 onderzoekers een voorstel in. Daarvan zijn er 78 gehonoreerd. Zij ontvangen elk 800.000 euro om de komende vijf jaar een eigen innovatieve onderzoekslijn te ontwikkelen en een onderzoeksgroep op te zetten.
Mediacontact
Het laatste nieuws
