Professor: Genaro Costa (ATOS)
Horarios: Segunda 31/01 de 08:30h às 11:30h
Objetivo: Apresentar os conceitos de Computação Quântica (CQ); mostrar o potencial de benefícios da CQ; apresentar o modelo de programação em circuitos; apresentar os conceitos de superposição e entrelaçamento; apresentar os impactos do erro nesse tipo de computação; apresentar o simulador e ferramentas disponíveis para desenvolvimento; mostrar uma simulação considerando dois tipos de arquitetura; apresentar a representação matemática das portas H e CNOT; explicar o algoritmo de Deutsch usando um simulador.
Resumo: A computação quântica tem se apresentado como uma das possibilidades mais promissoras na aceleração do processamento. Se o algoritmo escolhido se adequa ao modelo da computação quântica, se tem promessas de speedup exponencial, tanto em processamento como em armazenamento. A Atos desenvolveu um simulador de computação quântica chamado QLM – Quantum Learning Machine. A ideia desse simulador é possibilitar a simulação da computação quântica independente de suas implementações, e comparar os resultados considerando diferentes implementações.
Um mesmo circuito quântico pode necessitar diferentes alterações para ser executados em implementações reais, como o IBM QX4 (superconducting qubits) ou na implementação do projeto AQTION (trapped ions). Com a promessa de se ter disponível aceleradores quânticos em 3 a 5 anos, precisamos entender quais algoritmos poderão se beneficiar dessa tecnologia, assim como quais os efeitos do ruído nesses dispositivos.
Nesse minicurso teremos uma apresentação básica dos conceitos da computação quântica, usando o QLM, e faremos uma análise acessando o simulador da Atos, de um circuito quântico que resolve transformadas de Fourier (QFT). Será feita a análise do uso do reordenamento das portas e sua sensibilidade ao ruído, considerando as arquiteturas do IBM QX4 e do projeto AQTION. Partiremos do modelo de programação usado na computação quântica, incluindo as portas básicas e suas representações matemáticas, assim como exemplos de implementações de circuitos quânticos fim a fim, usando tanto o myQLM, como o QLM como ferramentas.
Bibliografia:
- Yanofsky, Noson S., and Mirco A. Mannucci. Quantum computing for computer scientists. Cambridge University Press, 2008.
- Quantum Computing for Computer Scientists. https://www.youtube.com/watch?v=F_Riqjdh2oM
- But what is the Fourier Transform? A visual introduction. https://www.youtube.com/watch?v=spUNpyF58BY
- Atos myQLM, https://myqlm.github.io/index.html
- John Preskill: Quantum Computing and the Entanglement Frontier. https://www.youtube.com/watch?v=8-IqQnGYB2M&t=3670s
- Anuj Dawar: Bits and Qubits. https://www.cl.cam.ac.uk/teaching/1213/QuantComp/lecture1.pdf