Datos Identificativos 2024/25
Asignatura (*) Introdución á Computación Cuántica Código 614551004
Titulación
Máster Universitario en Ciencia e Tecnoloxías de Información Cuántica
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
Mestrado Oficial 1º cuadrimestre
Primeiro Obrigatoria 3
Idioma
Castelán
Galego
Modalidade docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Ciencias da Computación e Tecnoloxías da Información
Matemáticas
Coordinación
Mosqueira Rey, Eduardo
Correo electrónico
eduardo.mosqueira@udc.es
Profesorado
Mosqueira Rey, Eduardo
Vazquez Cendon, Carlos
Correo electrónico
eduardo.mosqueira@udc.es
carlos.vazquez.cendon@udc.es
Web http://n9.cl/kgd8x
Descrición xeral Este curso pretende transmitir ao alumnado os conceptos fundamentais da Computación Cuántica, o formalismo matemático necesario para traballar con qubits, as vantaxes informáticas e computacionais da superposición cuántica e do enredo cuántico, e definir un marco que contemple a evolución dos sistemas.deterministas clásicos ata chegar a sistemas cuánticos, pasando por sistemas tipicamente probabilísticos. Unha vez establecido este marco, analizaranse conceptualmente algúns dos algoritmos de estimación cuántica e de fase máis relevantes. O desenvolvemento de programas informáticos que implementen estes algoritmos tratarase, en profundidade, noutra materia do módulo de computación cuántica.

Competencias / Resultados do título
Código Competencias / Resultados do título
A3 CON_03 Coñecer as bases físicas que permiten codificar e procesar a información. Comprensión das novas regras que a Mecánica Cuántica impón para o seu procesamento.
A4 CON_04 Ter coñecementos de computación cuántica, algoritmos, circuítos, a súa programación en diferentes linguaxes e plataformas accesibles.
B1 HD01 Analiza e desglosa un concepto complexo, examina cada parte e mira como encaixan
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.
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.

Resultados de aprendizaxe
Resultados de aprendizaxe Competencias / Resultados do título
Adquirir conocimientos de computación cuántica, algoritmia y circuitos cuánticos. AP3
AP4
BP1
BP3
BP6
BP8
BP12
BP13
BP14
BP16
CP1
CP2
CP3
CP4
CP7
CP8
Programación en diferentes lenguajes y plataformas accesibles. AP3
AP4
BP1
BP3
BP6
BP8
BP12
BP13
BP14
BP16
CP1
CP2
CP3
CP4
CP7
CP8
Adquirir conocimientos sobre aspectos de alto nivel en computación cuántica: diseño de máquinas cuánticas, simuladores cuánticos y arquitecturas. AP3
AP4
BP1
BP3
BP6
BP8
BP12
BP13
BP14
BP16
CP1
CP2
CP3
CP4
CP7
CP8

Contidos
Temas Subtemas
Introducción
Historia de la computación cuántica
Consideraciones generales
Conceptos preliminares
Matemáticas de la Computación Cuántica
Números complejos
Espacios vectoriales complejos
Espacios de Hilbert
Reversibilidad y Arquitecturas Reversibles
Reversibilidad
Aspectos energéticos de la reversibilidad
Arquitecturas reversibles y entropía
Puertas Lógicas Reversibles y Cuánticas
Puertas lógicas clásicas
Puertas lógicas reversibles
Puertas cuánticas
Sistemas Categóricos, Probabilísticos y Cuánticos Sistemas Categóricos
Sistemas Probabilísticos
Sistemas Cuánticos
Circuitos y Algoritmos Cuánticos
Circuitos cuánticos
Algoritmo de Deutsch
Algoritmo de Deutsch-Jozsa
Algoritmo de Simon
Algoritmos Híbridos
Consideraciones Finales Análisis crítico
Discusión
Conclusiones

Planificación
Metodoloxías / probas Competencias / Resultados Horas lectivas (presenciais e virtuais) Horas traballo autónomo Horas totais
Sesión maxistral A3 A4 B1 B3 B6 B8 B12 B13 B14 B16 C1 C2 C3 C4 C7 C8 10 50 60
Prácticas a través de TIC A3 A4 B1 B3 B6 B8 B12 B13 B14 B16 C1 C2 C3 C4 C7 C8 15 0 15
 
Atención personalizada 0 0 0
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Sesión maxistral Explicación en el aula de los contenidos de la materia.
Resolución de problemas y supuestos prácticos.
Realización de seminarios interactivos.
Prácticas a través de TIC Resolución de problemas prácticos en entornos TIC.
Realización en equipo de prácticas de laboratorio con simuladores cuánticos.

Atención personalizada
Metodoloxías
Descrición


Avaliación
Metodoloxías Competencias / Resultados Descrición Cualificación
Sesión maxistral A3 A4 B1 B3 B6 B8 B12 B13 B14 B16 C1 C2 C3 C4 C7 C8 Evaluación continua de actividades realizadas individualmente.
Evaluación continua de actividades realizadas en equipo.
Prueba final de desarrollo de cinco preguntas cortas de la materia.
50
Prácticas a través de TIC A3 A4 B1 B3 B6 B8 B12 B13 B14 B16 C1 C2 C3 C4 C7 C8 Evaluación de prácticas individuales.
Evaluación de prácticas realizadas en equipo.
50
 
Observacións avaliación

No se establece ninguna nota de corte, ni en Teoría ni en
Prácticas.

La nota final se obtendrá a partir de la siguiente ecuación:
Nota_Final = 0.5 x (Nota_Teoría + Nota_Prácticas)

Para aprobar la asignatura, se tiene que cumplir que Nota_Final
sea mayor o igual a 5.00 puntos.


Fontes de información
Bibliografía básica Richard P. Feynman (2001). Feynman Lectures On Computation. CRC Press
Noson S. Yanofsky, Mirco A. Mannucci (2009). Quantum Computing for Computer Scientists. Cambridge University Press

After presenting the necessary prerequisites, the material is organized to look at different aspects of quantum computing from the specific standpoint of computer science. There are chapters on computer architecture, algorithms, programming languages, theoretical computer science, cryptography, information theory, and hardware. The text has step-by-step examples, more than two hundred exercises with solutions, and programming drills that bring the ideas of quantum computing alive for today's computer science students and researchers.

Bibliografía complementaria

The main focus of this textbook is the basic unit of information and the way in which our understanding of this has evolved over time. In particular the author covers concepts related to information, classical computing, logic, reversible computing, quantum mechanics, quantum computing, thermodynamics and some artificial intelligence and biology, all approached from the viewpoint of computer sciences.


Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente

Materias que se recomenda cursar simultaneamente
Mecánica Cuántica I/614551001
Mecánica Cuántica II/614551002
Fundamentos de Información Cuántica/614551003
Fundamentos de Comunicacións Cuánticas/614551005

Materias que continúan o temario
Aplicacións Prácticas da Computación Cuántica/614551010
Métodos Numéricos en Computación Cuántica/614551025
Computación Cuántica e Aprendizaxe Máquina/614551008
Arquitecturas da Computación Cuántica/614551022
Programación e Implementación de Algoritmos Cuánticos/614551007
Computación Cuántica e Computación de Altas Prestacións/614551009
Códigos de Corrección de Errores/614551013
Sistemas Cuánticos Baseados en Regras/614551029

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