We study the phase diagram and critical behavior of the one-dimensional pair contact process (PCP) with a particle source using cluster approximations and extensive simulations. The source creates isolated particles only, not pairs, and so couples not to the order parameter (the pair density) but to a nonordering field, whose state influences the evolution of the order parameter. While the critical point p(c) shows a singular dependence on the source intensity, the critical exponents appear to be unaffected by the presence of the source, except possibly for a small change in beta. In the course of our paper, we obtain high-precision values for the critical exponents of the standard PCP, confirming directed-percolationlike scaling.

Artigos Gerais c b Licença Creative CommonsUma abordagem pedagógica no ensino da computação quântica com um processador quântico de 5-qbits A pedagogical proposal for teaching quantum computing using a 5-qubit processor Nosso trabalho consistiu em analisar um processador quântico real, chamado IBM Q experience (IBM-Q), como um recurso pedagógico na aplicação de conceitos da computação quântica. Este processador de 5-qbits pode ser acessado remotamente pela internet através de uma plataforma desenvolvida pela empresa de tecnologia IBM. Nos concentramos na caracterização do IBM-Q referente a vários aspectos práticos e metodológicos. Avaliamos quais seriam as principais condições para o acesso a esse processador quântico e, quanto a sua utilização, avaliamos a sua interface com respeito a simplicidade e execução. Em nossa análise, os resultados de projetos executados no IBM-Q estão de acordo com as previsões teóricas. Nossos resultados também demonstram a eficácia do IBM-Q como um recurso pedagógico, voltado para tarefas como montagem e execução de blocos simples de circuitos quânticos. Palavras-chave: IBM Q, Quantum Experience, Teleporte quântico, Computação quânticaOur study consisted in analyzing a real quantum processor, called IBM Q experience (IBM-Q), as a pedagogical resource for the application of quantum computing concepts. This 5-qubits processor can be accessed remotely by internet using a platform developed by IBM technology company. We focused on characterizing several practical and methodological aspects of the IBM-Q. We have evaluated the main conditions for accessing this quantum processor and the interface quality regarding to simplicity and execution. In our analysis, the results of the computational projects are in agreement with the theoretical predictions. The overall results have also demonstrated the IBM-Q is an effective pedagogical resource, focused on tasks such as and assembly execution of simple blocks of quantum circuits. Keywords: IBM Q, Quantum Experience, Quantum Teleport, Quantum Computation IntroduçãoAtualmente a computação quântica é tema central de pesquisa em ciência básica e tecnologia de fronteira. Nas duas últimas décadas, o interesse pela área vinha da motivação de que os algoritmos quânticos fornecem ganhos computacionais consideráveis, em relação aos aná-logos clássicos [1,2]. Como resultado, nos últimos anos experimentamos avanços tecnológicos que nos permitem começar a contornar alguns problemas práticos para a fabricação escalável dos computadores quânticos [1,[3][4][5][6].Um dos primeiros resultados desse interesse pela computação quântica foi o surgimento dos simuladores quân-ticos [7], ou seja, circuitos quânticos simulados em uma arquitetura clássica. A proposta central dos simuladores é proporcionar uma ferramenta de teste para circuitos e algoritmos quânticos, seja voltado para pesquisa e/ou para práticas pedagógicas. Independentemente do viés adotado para o simulador, os mesmos auxiliam a compreender conceitos e definições da computação quântica. No campo pedagóg...

We consider a protocol to perform the optimal quantum state discrimination of N linearly independent non-orthogonal pure quantum states and present a computational code. Through the extension of the original Hilbert space, it is possible to perform an unitary operation yielding a final configuration, which gives the best discrimination without ambiguity by means of von Neumann measurements. Our goal is to introduce a detailed general mathematical procedure to realize this task by means of semidefinite programming and norm minimization. The former is used to fix which is the best detection probability amplitude for each state of the ensemble. The latter determines the matrix which leads the states to the final configuration. In a final step, we decompose the unitary transformation in a sequence of two-level rotation matrices.

The problem of determining the state of a quantum system is a central task in any quantum information processing. However, there are limitations imposed by quantum mechanics on the possibilities to determine the state of a quantum system. For example, nonorthogonal states cannot be discriminated perfectly. In this paper, we propose a new method to calculate the inconclusive coe±cients based on the solution of a quadratic system, replacing the determination of the roots of a polynomial of degree 8, used in an algorithm to quantum state discrimination previously de¯ned in the literature. The new method simpli¯es the calculation of the inconclusive coe±cients and can be extended very easily to any dimension. The method was written in Matlab and successfully applied to problems with di®erent dimensions.

No abstract

We discuss the performance of the Search and Fourier Transform algorithms on a hybrid computer constituted of classical and quantum processors working together. We show that this semi-quantum computer would be an improvement over a pure classical architecture, no matter how few qubits are available and, therefore, it suggests an easier implementable technology than a pure quantum computer with arbitrary number of qubits.

Este trabalho aborda como utilizar a plataforma de computação quântica da empresa IBM e seu framework, conhecido na literatura como IBM Q Experience e Qiskit, respectivamente. Esta plataforma fornece um conjunto de processadores quânticos acessados via nuvem. Esses processadores quânticos podem ser acessados gratuitamente por pesquisadores de diversas áreas: físicos, matemáticos, engenheiros, educadores. Qiskit é um framework de desenvolvimento fornecido pela mesma empresa, que fornece, além da simulação local, a conexão entre o usuário e o processador quântico onde se deseja executar circuitos quânticos ou algoritmos, voltados ao ensino de computação quântica. Nosso trabalho teve como objetivo fornecer um circuito simples que emaranha 2-qubits, utilizando o Qiskit como recurso pedagógico para estudar conceitos básicos da computação quântica como portas, circuitos e, além disso, ainda temos o processo de medição de qubits disponível neste framework. Após a revisão teórica, implementamos as portas e circuitos quânticos no Qiskit, fornecendo o código, o resultado da simulação e, a visualização gráfica desses resultados. Concluímos que o Qiskit provou ser um importante recurso pedagógico para explorar vários conceitos da mecânica quântica e da computação, como portas, circuitos, emaranhamento e medidas quânticas. Na visualização gráfica, o Qiskit pode auxiliar na discussão dos resultados obtidos em circuitos simples e complexos, com foco na pesquisa e ensino da computação quântica.

Este artigo trata da utilização da plataforma de processadores quânticos, conhecida na literatura como IBM Q Experience, como um recurso pedagógico para a disciplina de computação quântica. Por meio da utilização do Qiskit, um pacote de desenvolvimento fornecido gratuitamente pela empresa IBM, que fornece a ligação entre o usuário e o processador. Os circuitos quânticos devem ser rodados nesses processadores quânticos, como também, a possibilidade de simulação de projetos de circuitos localmente. Nos concentramos na caracterização do Qiskit referente a vários aspectos práticos dos códigos. Para esse fim, catalogamos as portas lógicas quânticas em duas tabelas demonstrando que o Qiskit pode ser útil como um recurso didático para os cursos de computação quântica. Destacamos também que o Qiskit possui mecanismos básicos para o processamento da informação, consequentemente, a criação de circuitos e portas quânticas com medidas nas bases computacionais tornam-se mais fácil. Um exemplo de um circuito quântico foi adotado para a demonstração dos conceitos, simulação do circuito e visualização gráfica dos resultados via Qiskit. Concluímos que o framework Qiskit é um recurso pedagógico importante para explorar vários conceitos da computação quântica, tais como: portas lógicas, circuitos e medidas quânticas. Na visualização gráfica, o Qiskit pode auxiliar na discussão dos resultados obtidos de circuitos simples e complexos, voltados para o ensino e pesquisa da computação quântica.