Datos Identificativos 2023/24
Asignatura (*) Computación Cuántica e Computación de Altas Prestacións Código 614551009
Titulación
Máster Universitario en Ciencia e Tecnoloxías de Información Cuántica
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
Mestrado Oficial 2º cuadrimestre
Primeiro Optativa 3
Idioma
Castelán
Modalidade docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Enxeñaría de Computadores
Coordinación
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
Descrición xeral 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 do título
Código Competencias do título
A15 CON_15 Ter coñecementos de aspectos de alto nivel da computación cuántica: aprendizaxe de máquinas cuánticas, simuladores cuánticos, arquitecturas, etc.
B1 HD01 Analiza e desglosa un concepto complexo, examina cada parte e mira como encaixan
B2 HD02 Clasifica e identifica tipos ou grupos, mostrando como cada categoría é diferente das outras
B3 HD03 Comparar e contrastar e sinalar semellanzas e diferenzas entre dous ou máis temas ou conceptos
B6 HD11 Elaborar con precisión as preguntas relevantes para un problema concreto
B8 HD13 Improvisar solucións dun xeito innovador para resolver un problema
B12 HD23 Comuníquese utilizando as normas esperadas para o medio elixido.
B13 HD24 Participar activamente na actividade presencial na aula.
B14 HD31 Asignar recursos e responsabilidades para que todos os membros dun equipo poidan traballar de forma óptima
B16 HD33 Establecer obxectivos para que o grupo analice a situación, decida que resultado se desexa e estableza claramente un obxectivo alcanzable.
C1 C1. Expresarse correctamente, tanto de forma oral como escrita, nas linguas oficiais da comunidade autónoma.
C2 C2. Dominar a expresión e a comprensión de forma oral e escrita dun idioma estranxeiro.
C3 C3. Utilizar as ferramentas básicas das tecnoloxías da información e as comunicacións (TIC) necesarias para o exercicio da súa profesión e para a aprendizaxe ao longo da súa vida.
C4 C4. Desenvolverse para o exercicio dunha cidadanía respectuosa coa cultura democrática, os dereitos humanos e a perspectiva de xénero.
C5 C5. Entender a importancia da cultura emprendedora e coñecer os medios ao alcance das persoas emprendedoras.
C6 C6. Adquirir habilidades para a vida e hábitos, rutinas e estilos de vida saudables.
C7 C7. Desenvolver a capacidade de traballar en equipos interdisciplinares ou transdisciplinares, para ofrecer propostas que contribúan a un desenvolvemento sostible ambiental, económico, político e social.
C8 C8. Valorar a importancia que ten a investigación, a innovación e o desenvolvemento tecnolóxico no avance socioeconómico e cultural da sociedade.
C9 C9. Ter a capacidade de xestionar tempos e recursos: desenvolver plans, priorizar actividades, identificar as críticas, establecer prazos e cumprilos.

Resultados de aprendizaxe
Resultados de aprendizaxe Competencias do 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

Contidos
Temas Subtemas
Fundamentos da Computación de Altas Prestacións (HPC) .
Arquitectura das Unidades de Procesamiento Cuántico .
Integración de Computación Clásica e Cuántica en contornas HPC .
Casos de uso de computación cuántica en contornas HPC .
Avaliación de rendemento en Computación Cuántica .

Planificación
Metodoloxías / probas Competencias Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Solución de problemas B1 C3 5 10 15
Prácticas de laboratorio B3 C1 C2 10 10 20
Proba obxectiva B3 C1 2 4 6
Traballos tutelados A15 B1 B2 2 8 10
Presentación oral C4 C5 C6 C9 2 2 4
Sesión maxistral A15 B1 B2 B3 B6 B8 B12 B13 B14 B16 C1 C2 C5 C6 C7 C8 C9 10 10 20
 
Atención personalizada 0 0
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Solución de problemas Proposta e solución de pequenos problemas relacionados coa materia
Prácticas de laboratorio Supostos prácticos que implican o uso de ferramentas e métodos aprendidos durante o mestrado ou nesta materia
Proba obxectiva Proba escrita que avalía a adquisición de certos coñecementos da materia polo alumnado
Traballos tutelados Realización de traballos académicamente dirixidos
Presentación oral Presentación oral dun traballo relacionado cos contidos da materia
Sesión maxistral Explicación dirixida polo docente e que implica a exposición dun tema e a discusión posterior co alumnado

Atención personalizada
Metodoloxías
Prácticas de laboratorio
Traballos tutelados
Descrición
Durante as sesión prácticas o docente fará unha breve explicación introdutoria. Durante o periodo de traballo do alumnado fará un seguimento e asesoramento personalizado do traballo.

Avaliación
Metodoloxías Competencias Descrición Cualificación
Prácticas de laboratorio B3 C1 C2 Haberá varios entregables asociados as prácticas que serán avaliados 30
Proba obxectiva B3 C1 Haberá unha proba final na que se avaliará por escrito o desempeño do alumnado 30
Traballos tutelados A15 B1 B2 Realización de traballos dirixidos por parte do alumnado 20
Presentación oral C4 C5 C6 C9 Presentación oral dun tema ante o profesorado e o resto dos estudantes 20
 
Observacións avaliación

Fontes de información
Bibliografía 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

Bibliografía complementaria


Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente

Materias que se recomenda cursar simultaneamente

Materias que continúan o temario

Observacións


(*)A Guía docente é o documento onde se visualiza a proposta académica da UDC. Este documento é público e non se pode modificar, salvo casos excepcionais baixo a revisión do órgano competente dacordo coa normativa vixente que establece o proceso de elaboración de guías