Introdução à programação quântica

Neste artigo, apresentamos a ferramenta Quantum Information Software Development Kit – Qiskit para o ensino de computação quântica para estudantes de graduação com conhecimento básico dos postulados da mecânica quântica. Nos concentramos na apresentação da construção dos programas em qualquer laptop ou desktop comum e a sua execução em processadores quânticos reais através do acesso remoto aos hardwares disponibilizados na plataforma IBM Quantum Experience. Os códigos são disponibilizados ao longo do texto para que os leitores, mesmo com pouca experiência em computação científica, possam reproduzi-los e adotar os métodos discutidos neste artigo para abordar seus próprios projetos de computação quântica. Os resultados apresentados estão de acordo com as previsões teóricas, mostrando a eficácia do pacote Qiskit como uma ferramenta de trabalho em sala de aula para a introdução de conceitos aplicados de computação e informação quântica.

Section: Medidas E Distribuic ¸õEs De Probabilidadeunclassified

Computação quântica: uma abordagem para a graduação usando o Qiskit

Jesus

Silva

Netto

et al. 2021

“…Estes dois exemplos são denominados genericamente de sistema de dois estados. Em outras palavras, são espaços de Hilbert com dimensão (finita) 2, onde na literatura é chamada de espaço dos q-bits, uma linguagem moderna usada na formulação da teoria da informação quântica [32].…”

Section: Espac ¸O Dos Q-bitsunclassified

Um estudo didático da dinâmica de spins

Sousa

Dartora

2021

A dinâmica do spin é um dos problemas mais importantes da Física Moderna e seu estudo rendeu o prêmio Nobel de Física a vários cientistas importantes do século XX, cabendo destacar os nomes de Rabi, Bloch e Purcell. No entanto, dada a complexidade matemática associada ao problema do spin ½, cuja compreensão requer ao menos conhecimentos rudimentares de teoria de grupos e representações do grupo das rotações, normalmente não é abordado com a profundidade desejada em cursos de graduação. Dessa forma, o presente trabalho pretende suprir essa lacuna através da apresentação concisa e auto contida das ferramentas necessárias para a compreensão da dinâmica do spin e suas aplicações práticas. Sempre que possível, os eventos históricos mais importantes são mencionados. Os postulados fundamentais da mecânica quântica e da teoria do grupo das rotações são apresentados em um grau de profundidade suficiente para a compreensão dos principais conceitos associados ao spin. As equações de Bloch, não incluindo efeitos dissipativos, essenciais para a compreensão da ressonância magnética nuclear (RMN) são apresentadas a partir de primeiros princípios e resolvidas no caso do referencial girante.

“…Por ora, enquanto o desenvolvimento do hardware não é suficiente para ultrapassar a era NISQ, o desafio mais urgente é a prova de princípio de que algoritmos quânticos possam executar uma gama de tarefas com desempenho ao menos comparável ao dos computadores clássicos e entender sob quais condições vantagens quânticas podem ser esperadas. Na própria RBEF, há diversos tutoriais explicando como usar circuitos para implementar algoritmos quânticos no computador quântico da empresa IBM [48][49][50][51][52].…”

Section: Introductionunclassified

Quantum Finance: um tutorial de computação quântica aplicada ao mercado financeiro

Canabarro

Mendonça

Nery

et al. 2022

Antes restrita a uma área de fronteira da Física, a computação quântica é uma das áreas que mais tem crescido atualmente, justamente por suas aplicações tecnológicas em problemas de otimização, aprendizagem de máquina, segurança da informação e simulações. O objetivo deste artigo é introduzir os fundamentos da computação quântica, tendo como foco um algoritmo quântico promissor e sua aplicação a um problema do mercado financeiro. Mais especificamente, discutimos o problema da otimização de portfólio usando o Quantum Approximate Optimization Algorithm (QAOA). Não somente descrevemos os principais conceitos envolvidos, mas também consideramos exemplos simples práticos, envolvendo ativos financeiros disponíveis na bolsa brasileira, com códigos, tanto clássicos quanto quânticos, dísponíveis livremente em um Jupyter Notebook. Também analisamos em detalhes a qualidade das soluções de otimização combinatória de portfólio por meio do QAOA usando o simulador quântico ATOS QLM do SENAI/CIMATEC.