Plano de Estudos
Computação Quântica CompQuan
Contextos
Groupo: 2_MBBC 2023/24 > 2º Ciclo > Parte Escolar > Opcionais > 2º Semestre > 633_MBBC - Opcionais Livres (CEI/CVIDA/CMAT)
ECTS
6.0 (para cálculo da média)
Objectivos
Esta unidade curricular pretende ser uma introdução à computação quântica e como tal pretende-se dotar os alunos das ferramentas básicas da mecânica quântica que lhes permitam entender de que forma se processa a computação neste contexto. No final do curso os alunos devem ser capazes de entender o formalismo quântico em computação num novo contexto, o seu enquadramento da tese de Church-Turing, a importância do teorema do no-cloning e do entrelaçamento, os ganhos de eficiência em problemas com promessa, os limites desses ganhos. Outro dos objectivos do programa é apresentar os algoritmos mais influentes da computação quântica, como o algoritmo de Deutsch-Jozsa, Bernstein-Vazirani, Shor e Grover e expor os alunos a algoritmos de cariz criptográfico como por exemplo a distribuição de chaves.
Programa
Do conteúdo programático desta unidade curricular fazem parte: 1. Formalismo quântico: a. Álgebra linear; b. Qubits, estados quânticos e sobreposição; c. Observação de estados quânticos, medições; d. Evolução de estados quânticos; 2. Computabilidade e complexidade quântica: a. Circuitos quânticos; b. Universalidade de conjuntos de operações quânticas; c. Universalidade do modelo quântico; d. A classe BQP; 3. Informação quântica: a. Teorema da não clonagem; b. Pares EPR e entrelaçamento; c. Teleportação de informação; d. Codificação superdensa; e. Quantum fingerprint; 4. Algoritmos quânticos: a. O problema de Deutsch b. Algoritmos de Deutsch-Jozsa; c. Algoritmo de Bernstein-Vazirani; d. A transformada de Fourier quântica; e. Algoritmo de Shor; f. Algoritmo de Grover e aplicações; 5. Criptografia Quântica: a. Quantum key distribution; b. Bit commitment; c. Aplicações Outras aplicações;
Método de Avaliação
A avaliação é aferida das seguintes componentes: 1 . Entrega de exercícios semanais. (AvC) 2 . Projecto de investigação. (AvP) 3. Implementação em Qiskit de um pequeno projecto.(AvI)
Carga Horária
Carga Horária de Contacto -
Trabalho Autónomo - 119.0
Carga Total -
Bibliografia
Principal
- Learn Quantum Computation Using Qiskit: Abraham Asfaw et al 2020
- Quantum Computing: Lecture Notes: de Wolf, Ronald 2019 Quantum Computing: Lecture Notes
- Quantum Computation and Quantum Information: Nielsen, M.; Chuang, I. 2010 ISBN 978-1-107-00217-3.
Secundária
- Quantum Computing since Democritus.: Aaronson, S. 2013 Cambridge University Press
- Quantum Computing: A Gentle Introduction (Scientific and Engineering Computation): Rieffel, Eleanor G., and Wolfgang H. Polak. 2011 MIT press