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Organizado por Vicerrectorado de Innovación, Transferencia y Tecnología

Introducción a la Computación Cuántica

  • Fechas:

    Del 30/09/19 al 31/10/19

  • Lugar:

    Facultad de Ciencias de la Universidad Autónoma de Madrid., Madrid, España (mapa)

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El curso busca presentar las ideas y técnicas principales en el campo de la computación cuántica con el fin de proporcionar la formación adecuada a estudiantes, investigadores y profesionales con interés en esta disciplina. Debido al carácter transversal del conocimiento necesario para abordar el desarrollo de aplicaciones, resulta complicada la asimilación de conceptos y resultados para especialistas de un área particular, por lo que vemos necesario proporcionar la base necesaria en campos diversos de las ciencias.

Por tanto, el objetivo fundamental es dotar de herramientas en ciencias de la computación, ciencias físicas y matemáticas, que permitan la comprensión de la computación cuántica a partir de una cierta madurez, adquirida durante los primeros cursos formativos en cualquiera de esas disciplinas y una amplia curiosidad y ganas por aproximarse a esta forma de computación.

Gracias a la disponibilidad de sistemas de computación cuántica cada vez más capaces de competir con los ordenadores digitales más avanzados, resulta imprescindible para el tejido productivo encontrar profesionales que entiendan cómo mejorar tareas y procesos industriales vía este tipo de computación. El curso tiene, por tanto, un carácter eminentemente práctico y busca formar expertos en la concepción de aplicaciones.

El curso incluye la formación en la plataforma de código abierto Qiskit de IBM que facilita el acceso y la realización de operaciones cuánticas en sus computadores. Con ella, podrás acceder a los servicios de IBM Q en la nube y realizar, tanto simulaciones como experimentos cuánticos reales en sus computadores. Además, se hará una introducción a Qiskit Aqua, biblioteca de algoritmos cuánticos sobre los cuales se pueden construir aplicaciones a corto plazo. Dicha biblioteca permite al usuario experimentar en aplicaciones de química, inteligencia artificial, optimización y finanzas para computadoras cuánticas.

 

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Programa ↑ subir


Horario: 17:30h - 20:30h de lunes a jueves.

Lugar de celebración: Aula de Informática BIO0
, Edificio de Biología (Planta Baja), Campus de Cantoblanco.

 

Total horas: 60 HORAS

 

Las clases constarán de una introducción teórica a cada uno de los temas y de una parte eminentemente práctica en la que los alumnos serán repartidos en grupos para abordar la resolución de problemas particulares. Cada grupo entregará al inicio de la clase siguiente la solución propuesta a dicho problema. La valoración final del conjunto de las soluciones aportadas supondrá hasta el 60% de la calificación.

El 40% de la calificación se obtendrá a partir de una prueba tipo test que tendrá lugar al final del curso.

Aunque se invitará a los alumnos a hacer uso de contenidos on-line, el curso será presencial con el objetivo de generar dinámicas de grupo que permitan la discusión desde distintos puntos de vista sobre los contenidos y las soluciones a aportar durante las sesiones de trabajo.


El contenido constará de cinco bloques fundamentales:



0. Computación Cuántica, objetivos del curso y metodología

 
1. Fundamentos Físicos y Modelo Matemático

1.1. Introducción Histórica a la Mecánica Cuántica

1.2. Qubit y espacio de Hilbert Bidimensional complejo

1.3. Formalismo General de Dirac

1.4. Entrelazamiento de 2-Qubits

1.5. Estados de N-Qubits y espacio de Hilbert de dimensión 2n

1.6. Puertas cuánticas y reversibilidad

1.7. Paradoja EPR

1.8. Desigualdades de Bell

1.9. Postulados de la Mecánica Cuántica:

     a. Espacio de Estados

     b. Evolución Temporal y Teorema de Ehrenfest

     c. Medida Cuántica

     d. Discriminación de estados cuánticos

     e. Medidas proyectivas

     f.  Estados mezcla

     g. Purificación de estados

1.10. Teleportación Cuántica

1.11. Componentes físicos: decoherencia y dephasing

 

2. Implementación física de un computador cuántico

 

3. Programación en Python

 

4. Qiskit y Qiskit-Acqua

4.1.  Elementos de Qiskit: Terra, Aer e Ignis

4.2.  Qiskit-Acqua: librería de algoritmos cuánticos

 

5. Aplicaciones

5.1. Algoritmos cuánticos avanzados: Transformada de Fourier cuántica y algoritmo de factorización de Shor

5.2. Métodos cuánticos de optimización: quantum annealing

5.3. Algoritmos híbridos clásico-cuánticos de optimización: QAOA y VQE

5.4. Aplicaciones en química cuántica

5.5. Inteligencia artificial cuántica

5.6. Perspectivas para el futuro

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