VI Escola de Física Jayme Tiomno



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Computação Quântica: Introdução e Algoritmos com Qiskit

Ministrantes: Arthur Faria (IFGW-Unicamp, Universität Stuttgart), Bruna Shinohara (DFMT-IFUSP)

Formato: À distância.

Horário: 13 às 15h.

Dias: 08 a 11 de agosto.

Carga Horária Total: 8h

Descrição: Esse curso pretende introduzir aspectos da computação quântica que nem sempre são cobertos no curso de física, por envolverem conceitos computacionais como complexidade, modelo de circuitos e algoritmos. Vamos colocar a mão na massa utilizando Qiskit, a linguagem de programação quântica da IBM.

Pré-requisitos: Álgebra Linear e lógica de programação (preferencialmente Python).

Programa do curso:

  • Aula 1. Introdução:
    • Visão Geral da área: o que é, o que não é, quem investe e como estudar;
    • Bits x Qubits: diferenças e implementações físicas. Revisão de álgebra linear: vetores linha e coluna, matrizes, produto tensorial. Relação com conceitos físicos. Equação de autovalores. Introdução da notação de Dirac;
    • Computação com portas lógicas: comparação clássico e quântico. Portas recorrentes: matrizes de Pauli, CNOT, Hadamard, Ctrl-R, SWAP.
  • Aula 2. Teletransporte (via Qiskit):
    • Introduzir sintaxe de Qiskit: definição de qubits, circuitos e medições;
    • Ideia do algoritmo;
    • Código.
  • Aula 3. Grover (via Qiskit):
    • Ideia do algoritmo: Versão clássica - busca não estruturada, complexidade típica. Versão quântica - conceito de oráculo, desenvolvimento matemático, circuito quântico;
    • Código.
  • Aula 4. Shor (via Qiskit):
    • Introduzir conceitos preliminares: fatoração em primos, algoritmos auxiliares;
    • Ideia do algoritmo: desenvolvimento matemático, circuito quântico;
    • Código.

Bibliografia:

  • Nielsen, Michael A., and Isaac Chuang. Quantum computation and quantum information. (2002): 558-559.

  • Qiskit textbook.

  • John Preskill Lecture Notes for Physics 219: Quantum Computation.