Datos Identificativos 2023/24
Asignatura (*) Computación Cuántica y Computación de Altas Prestaciones Código 614551009
Titulación
Máster Universitario en Ciencia e Tecnoloxías de Información Cuántica
Descriptores Ciclo Periodo Curso Tipo Créditos
Máster Oficial 2º cuatrimestre
Primero Optativa 3
Idioma
Castellano
Modalidad docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Enxeñaría de Computadores
Coordinador/a
Andrade Canosa, Diego
Correo electrónico
diego.andrade@udc.es
Profesorado
Andrade Canosa, Diego
Martin Santamaria, Maria Jose
Correo electrónico
diego.andrade@udc.es
maria.martin.santamaria@udc.es
Web http://https://quantummastergalicia.es
Descripción general O advenimiento da computación cuántica suporá un incremento sen precedentes na capacidade de cómputo da informática de consumo. Trasladar estas melloras á computación de altas prestacións (HPC) abrirá un potencial de desenvolvemento sen precedentes a certas aplicacións estratéxicas (dinámica de fluídos computacional, adestramentos de IA, aplicacións financeiras a gran escala, bioinformática, etc...). Para iso, esta materia explicará como deseñar solucións HPC que permitan integrar a gran escala computación clásica de altas prestacións, entrada/saída masiva e aceleradores cuánticos. Por outra banda, é necesario aprender a detectar oportunidades para aplicar esta clase de solucións en problemas resoltos con solucións clásicas HPC. Finalmente, a avaliación do rendemento permitiranos identifica pescozos de botella no rendemento como paso previo a aplicar diferentes optimizacións.

Competencias del título
Código Competencias del título
A15 CON_15: Tener conocimientos sobre aspectos de alto nivel en computación cuántica: aprendizaje máquina cuántica, simuladores cuánticos, arquitecturas, etc.
B1 HD01 Analizar y descomponer un concepto complejo, examinar cada parte y observar cómo encajan entre sí
B2 HD02 Clasificar e identificar tipos o grupos, mostrando cómo cada categoría es distinta de las demás
B3 HD03 Comparar y contrastar y señalar las similitudes y diferencias entre dos o más temas o conceptos
B6 HD11 Elaborar de forma precisa las preguntas relevantes a un problema concreto.
B8 HD13 Improvisar soluciones de una manera novedosa para resolver un problema.
B12 HD23 Comunicarse utilizando las normas esperadas para el medio elegido.
B13 HD24 Participar activamente en la actividad presencial en el aula.
B14 HD31 Asignar recursos y responsabilidades de forma que todos los miembros de un equipo puedan trabajar de manera óptima
B16 HD33 Establecer metas para que el grupo analice la situación, decida qué resultado se desea y establezca claramente un objetivo alcanzable
C1 C1. Expresarse correctamente, tanto de forma oral como escrita, en las lenguas oficiales de la comunidad autónoma.
C2 C2. Dominar la expresión y la comprensión de forma oral y escrita de un idioma extranjero.
C3 C3. Utilizar las herramientas básicas de las tecnologías de la información y las comunicaciones (TIC) necesarias para el ejercicio de su profesión y para el aprendizaje a lo largo de su vida.
C4 C4. Desarrollarse para el ejercicio de una ciudadanía respetuosa con la cultura democrática, los derechos humanos y la perspectiva de género.
C5 C5. Entender la importancia de la cultura emprendedora y conocer los medios al alcance de las personas emprendedoras.
C6 C6. Adquirir habilidades para la vida y hábitos, rutinas y estilos de vida saludables.
C7 C7. Desarrollar la capacidad de trabajar en equipos interdisciplinares o transdisciplinares, para ofrecer propuestas que contribuyan a un desarrollo sostenible ambiental, económico, político y social.
C8 C8. Valorar la importancia que tiene la investigación, la innovación y el desarrollo tecnológico en el avance socioeconómico y cultural de la sociedad.
C9 C9. Tener la capacidad de gestionar tiempos y recursos: desarrollar planes, priorizar actividades, identificar las críticas, establecer plazos y cumplirlos.

Resultados de aprendizaje
Resultados de aprendizaje Competencias del título
Conocer los algoritmos y estrategias de computación clásica inspirados en computación cuántica: redes tensoriales, estados producto de matrices, etc. AP15
BP1
BP2
BP3
BP6
BP8
BP12
BP13
BP14
BP16
CP1
CP2
CP3
CP4
CP5
CP6
CP7
CP8
CP9
Conocer y saber aplicar aspectos avanzados de computación cuántica: aprendizaje cuántico, arquitectura cuántica eficiente, modo de operación de los aceleradores cuánticos, computación de altas prestaciones, sistemas cuánticos basados en reglas y aplicaciones a cálculo numérico. AP15
BP1
BP2
BP3
CP9
Conocer escenarios de aplicación práctica de la computación cuántica en problemas de interés científico, tecnológico y financiero. Identificar de dominios que exhiban ventaja cuántica. Conocer las instituciones y empresas que son actores en la computación cuántica, adquiriendo una prespectiva de la agenda que es razonable esperar en los próximos años. AP15
BP1
BP2
BP3
CP1
CP2
CP5
CP6
CP9

Contenidos
Tema Subtema
Fundamentos de la Computación de Altas Prestaciones (HPC) .
Arquitectura de las Unidades de Procesamiento Cuántico .
Integración de Computación Clásica y Cuántica en entornos HPC .
Casos de uso de computación cuántica en entornos HPC .
Evaluación del rendimiento en Computación Cuántica .

Planificación
Metodologías / pruebas Competéncias Horas presenciales Horas no presenciales / trabajo autónomo Horas totales
Solución de problemas B1 C3 5 10 15
Prácticas de laboratorio B3 C1 C2 10 10 20
Prueba objetiva B3 C1 2 4 6
Trabajos tutelados A15 B1 B2 2 8 10
Presentación oral C4 C5 C6 C9 2 2 4
Sesión magistral A15 B1 B2 B3 B6 B8 B12 B13 B14 B16 C1 C2 C5 C6 C7 C8 C9 10 10 20
 
Atención personalizada 0 0
 
(*)Los datos que aparecen en la tabla de planificación són de carácter orientativo, considerando la heterogeneidad de los alumnos

Metodologías
Metodologías Descripción
Solución de problemas Propuesta y solución de pequeños problemas relacionados con la materia
Prácticas de laboratorio Supuestos prácticos que implican el uso de herramientas y métodos aprendidos durante lo mestrado o en esta materia
Prueba objetiva Prueba escrita que evalúa la adquisición de ciertos conocimientos de la materia lo pones alumnado
Trabajos tutelados Realización de trabajos académicamente dirigidos
Presentación oral Presentación oral de un trabajo sobre un relacionado con los contenidos de la materia
Sesión magistral Explicación dirigida lo pones docente y que implica la exposición de un tema y la discusión posterior con el alumnado

Atención personalizada
Metodologías
Prácticas de laboratorio
Trabajos tutelados
Descripción
Durante las sesión prácticas el docente hará una breve explicación introductoria. Durante lo periodo de trabajo del alumnado hará un seguimiento y asesoramiento personalizado del trabajo.

Evaluación
Metodologías Competéncias Descripción Calificación
Prácticas de laboratorio B3 C1 C2 Habrá varios entregables asociados las prácticas que serán evaluados 30
Prueba objetiva B3 C1 Habrá una prueba final en la que se evaluará por escrito lo desempeño del alumnado 30
Trabajos tutelados A15 B1 B2 Realización de trabajos dirigidos por parte del alumnado 20
Presentación oral C4 C5 C6 C9 Presentación oral de un tema ante el profesorado y el resto de los estudiantes 20
 
Observaciones evaluación

Fuentes de información
Básica Martin Ruefenacht (2022). Bringing quantum acceleration to supercomputers. Leibniz-Rechenzentrum
Travis S. Humble (2021). Quantum Computers for High-Performance Computing. IEEE
Noson S. Yanofsky (2008). Quantum Computing for Computer Scientists. Cambridge University Press
Jack D. Hidary (2021). Quantum Computing: An Applied Approach. Springer

Complementária


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