PGC105 - Pitch

Programação Competitiva em Computação Quântica

• Material sobre Computação Quântica:
  • Básico 2018
    • https://www.ime.usp.br/~mapweb/tcc/2018/WagnerJorcuvichV2.pdf
  • Introdução à programação quântica com Ket - Parte 1/2 - VI ...
    • https://www.google.com/search?q=programa%C3%A7%C3%A3o+em+computa%C3%A7%C3%A3o+qu%C3%A2ntica&rlz=1C1GCEU_pt-BRBR1094BR1094&oq=programa%C3%A7%C3%A3o+em+computa%C3%A7%C3%A3o+qu%C3%A2ntica&gs_lcrp=EgZjaHJvbWUyBggAEEUYOdIBCTEyODkxajBqNKgCALACAQ&sourceid=chrome&ie=UTF-8#fpstate=ive&vld=cid:3bfae142,vid:Mm7V7rbPJg8,st:0

• Pesquisar:
  • Quantum supremacy using a programmable superconducting processor
  • Quantum computational advantage using photons
  • Quantum computational advantage with a programmable photonic processor

• Definições:
  • Superposição: capacidade de estar em mais de um estado ao mesmo tempo. Capacidade de armazenar uma quantidade exponencial de informação. Slide t=31min
  • Entrelaçamento => Paralelismo quântico: Recebe n entradas nos bits quânticos, passa para uma função e computa todas as entradas em paralelo e dá as respostas como se tivesse passado apenas uma entrada.
  • Medida: Forma de extrair a informação do computador quântico. Transformação para o mundo clássico. Quando retorna o valor, destrói a computação
  • Algoritmo quântico: como pegar a quantidade exponencial de informação que tem a nossa resposta e leva essa quantidade exponencial de informação para um elemento clássico como resposta. Como fazer a interferência a partir da superposição e leva uma quantidade de informação que possa ser medida
  • Não-clonagem: Não existe maneira de fazer uma cópia de informação quântica, consegue-se produzir duas vezes.
  • Decoerência: Perda de informação. Quanto mais passos se tem na computação maior é a probabilidade de gerar algo aleatório e não a resposta da computação.
• Ket
  • Ket: Biblioteca para Python
  • Hadamard: operação quântica que gera superposição
  • assert: verifica se o qubit a é igual ao qubit b
• Simulador Quântico:
  • Ket já tem um simulador quântico
  • QuBOX UFSC: Possui um simulador quântico acelerado por GPU
  • Esfera de Bloch: representação geométrica do bit quântico
  • Porta lógica quântica: maneira de manipular o estado quântico
• Portas lógicas de 1 qubit:
  • Identity: Não faz nada. Se aplica no 0 continua no 0. No 1 continua no 1.
  • Pauli-x: Faz o flip de qubit para 1 e qubit 1 para 0
  • Hadamard: Coloca em superposição. Se está no modo 0 vai para 0 + 1 sobre raiz de 2 (Estado +). Se está no modo 1 vai para 0 -1 sobre raiz de 2 (Estado -)
  • Existe uma infinidade e consegue-se fazer qualquer operação quântica com essas portas
• Portas lógicas de múltiplos qubits:
  • Swap, Senoid, Controlled-Not, XX-axis Rotation, ...
• Operações
  • Rotações: 1 qubit - com tres eixos é possível mostrar a esfera mas a medida que aumentarmos os qubits aumenta a dimensão da esfera e acima de 3 dimensões não dá pra visualizar a partir de 2 qubits
  • Controladas: Só se aplica no b se o a estiver no estado 1

Sugestões João Henrique

• Quantum Computing Challenge, feito em parceria pelo ICPC e a IBM
  • https://u.icpc.global/events/ibm-quantum/
  • https://codeforces.com/blog/entry/88105

Estudo Qiskit

• Hello World!
  • https://docs.quantum.ibm.com/start/hello-world
• Quantum Information and Computation (Assisti 20 min em 23/05)
  • https://learning.quantum.ibm.com/course/basics-of-quantum-information/single-systems

• Arquivo:Pitch - PGC105 - Prog Quant Compet

• Revisão Sistemática: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0950584908001390