Disciplina Curricular

Computação Quântica CompQuan

Curso de Especialização em Data Science - 1_PGDSc 2017/18

Contextos

Grupo: 1_PGDSc 2017/18 > Especialização > Optativas > 768 - PGDSc - Grupo 4

Período:

Peso

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

Na unidade curricular que se apresenta de seguida serão abordados os seguintes temas tendo em conta as recomendações internacionais para uma unidade curricular sobre a temática e unidades curriculares semelhantes em outras instituições internacionais. Do conteúdo programático desta unidade curricular fazem parte: 1. Princípio da mecânica quântica e o formalismo quântico: a. Álgebra linear; b. Qubits, estados quânticos e sobreposição; c. Observação de estados quânticos, medições e seus efeitos; 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 e a sua relação com as classes BPP, NP e PSPACE; 3. Informação quântica: a. Teorema da não clonagem; b. Pares EPR e entrelaçamento; c. Teleportação de informação; d. Codificação superdensa; e. Quantum fingerprint; f. Códigos de correção de erros quânticos; 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, problema do period-finding e frações contínuas; f. Algoritmo de Grover e aplicações; 5. Criptografia Quântica: a. Quantum key distribution; b. Impossibilidade de bit commitment perfeito; c. Outras aplicações criptográficas quânticas;

Métodos de ensino e 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) Cada componente terá o máximo de 20 valores, e a classificação final é obtida da seguinte forma: Nota final = 0.50 * AvC + 0.35 * AvP + 0.15 * AvI. Considera-se que um aluno está aprovado se a Nota Final >= 9.5 e tiver todas as componentes entregues e não 0.

Disciplinas Execução

2021/2022 - 2 Semestre

2020/2021 - 2º semestre

2019/2020 - 2 Semestre