Seminario: 'Introducción a la Computación Cuántica'

Data: 
luns, 31 maio, 2021 -
17:00 - 19:00
mércores, 2 xuño, 2021 -
17:00 - 19:00
mércores, 9 xuño, 2021 -
17:00 - 19:00
Lugar: 
Salón de actos del CiTIUS - Microsoft Teams
Poñente(s): 
Tomás Fernández Pena (Investigador adscrito al CiTIUS)
Idioma: 
Castelán

‼️ ESTE CURSO SE EXTENDERÁ UNA SESIÓN MÁS SOBRE EL CALENDARIO PREVISTO. lA TERCERA SESIÓN TENDRÁ LUGAR EL PRÓXIMO MIÉRCOLES 9, A LAS 17:00

El modelo de computación cuántica (QC) supone un cambio radical en la forma en la que desarrollamos algoritmos. Grandes empresas como IBM, Google, Microsoft o Alibaba, entre otras, están invirtiendo grandes sumas en el desarrollo de computadores cuánticos cada vez más grandes y fiables. Las grandes empresas y los gobiernos ven a la computación cuántica como una de las tecnologías disruptivas con mayor potencial de crecimiento y cada vez aparecen nuevos campos de aplicación, que van desde la IA y el ML, aplicaciones financieras y de optimización logística hasta el diseño de fármacos y la predicción meteorológica.

En este curso se pretende presentar, a nivel introductorio, los conceptos básicos de la computación cuántica y los algoritmos más clásicos dentro de la QC para finalizar con la descripción de diferentes modelos de programación y algoritmos actuales.

Requisitos previos

Para seguir el curso no se precisan conocimientos de mecánica cuántica. Si que sería interesante repasar conceptos relacionados con los números complejos y el álgebra lineal básica (espacios vectoriales, autovalores y autovectores).

Los apuntes del curso están disponibles como notebook en Gitlab.

Programa del curso

Día 1

1. Bits clásicos y bits cuánticos

  • Notación de Dirac
  • Esfera de Bloch
  • Restricciones en circuitos cuánticos

2. Puertas clásicas vs Puertas cuánticas

  • Similitudes y diferencias
  • Puertas de 1 cúbit
  • Puertas genéricas

3. Sistemas con múltiples cúbits

  • Sistemas con 2 cúbits
  • Puertas de 2 cúbits
  • Estados entrelazados
  • Múltiples cúbits
Día 2

1. Algoritmos cuánticos "clásicos"

  • Teletransporte cuántico
  • Paralelismo cuántico
  • Algoritmo de Deutsch-Jozsa
  • Algoritmo de periodicidad de Simon
  • Algoritmo de búsqueda de Grover: amplificación de amplitud
  • Transformada de Fourier cuántica (QFT)
  • Quantum phase estimation (QPE)
  • Algoritmo de factorización de Shor

2. Aplicaciones prácticas

  • Codificación de vectores y matrices
  • Algoritmo HHL de resolución se sistemas de ecuaciones
  • Simulación cuántica
  • Computación cuántica adiabática (AQC)
  • Algoritmos híbridos cuánticos/clásicos (VQE, QAOA)
  • Quantum machine learning