Fecha de inicio: 3 de Septiembre de 2024
Docentes: Dr. Federico Holik (Instituto de Física La Plata (IFLP-CONICET))
Duración: 2 semanas
Descripción: La Teoría de la Información Cuántica podría definirse como el formalismo que surge bajo la premisa de que los componentes de los dispositivos que se utilizan para almacenar, transmitir y procesar información, son sistemas cuánticos. Los resultados de distintas investigaciones indican que el desarrollo de tales dispositivos podría dar lugar a una profunda revolución tecnológica, de consecuencias impredecibles. Las aplicaciones potenciales van desde el desarrollo de sensores súper precisos y sistemas de comunicación, hasta computadoras cuánticas. Muchos de estos dispositivos, si bien no han desplegado aún toda su potencialidad, ya han sido aplicados a problemas concretos y se comercializan en la actualidad. En particular, las computadoras cuánticas tienen la característica de que, en principio, podrían ser capaces de resolver problemas computacionales que a las computadoras clásicas les llevaría muchísimo tiempo resolver. Esto es, las computadoras cuánticas se presentan como candidatas para obtener un aumento exponencial en la velocidad de resolución de diversos problemas, en comparación a los mejores algoritmos clásicos conocidos. Entre estos problemas, se encuentran la factorización de números enteros (con aplicaciones a la ciber-seguridad), la resolución de problemas de optimización combinatoria (como por ejemplo, en las cadenas de suministro, o en la optimización de portfolios en bancos), y el modelado de moléculas complejas con aplicaciones industriales, farmacéuticas y biotecnológicas. Dada la relevancia económica de los potenciales cambios tecnológicos, el desarrollo de computadoras cuánticas se ha vuelto una apuesta fuerte de las grandes compañías de software y hardware, así como de distintos estados y organizaciones gubernamentales. De esta forma, la teoría de la información cuántica se encuentra en el foco de una revolución tecnológica que tiene un elevado impacto social y económico. En este curso vamos a dar una introducción a la teoría de la información cuántica, analizando las características generales de los problemas tecnológicos en los que podría encontrar aplicaciones. Discutiremos también distintas arquitecturas de computadoras cuánticas y los desafíos que se enfrentan a la hora de desarrollarlas, así como distintos algoritmos y lenguajes de programación cuántica.
Objetivos:
- Comprender el impacto tecnológico de la teoría de la información cuántica.
- Introducirse en el formalismo cuántico y los distintos algoritmos de información cuántica.
- Familiarizarse con las distintas arquitecturas de computadoras cuánticas y otros dispositivos basados en la teoría de la información cuántica. Comprender sus perspectivas de desarrollo y aplicaciones.
- Entender los algoritmos cuánticos más relevantes y su relevancia teórica y tecnológica.
- Familiarizarse con distintos lenguajes de programación cuántica.
Dirigido a: Estudiantes de licenciatura e ingenierías en computación, matemáticas y física. Desarrolladores de software que quieran comenzar a interiorizarse en la teoría de la información cuántica. Cualquier otro profesional que desee comprender los aspectos fundamentales de la teoría de la información cuántica y sus potenciales impactos tecnológicos en el corto y mediano plazo.
Requisitos: Es importante haber tenido un curso introductorio de álgebra lineal de primer año de alguna carrera de ciencias exactas o ingeniería. Por todo lo demás, el curso tratará de ser tan autocontenido como sea posible.
Modalidad: Las clases se desarrollarán en modo virtual, con encuentros sincrónicos a través del campus de SADIO y la metodología de trabajo combinará el análisis de contenido teórico con resolución de ejercicios prácticos.
Días y horarios: Las clases sincrónicas serán los martes 3, jueves 5, martes 10 y jueves 12 de septiembre de 18 a 20 horas. Las clases quedarán grabadas en el campus para su consulta durante el curso.
Duración: 2 semanas
Temario:
1. Introducción a la teoría de la información cuántica.
- Introducción histórica. Motivaciones económicas y tecnológicas.
- Dispositivos cuánticos: agentes públicos y privados que los desarrollan.
- Diferencias entre las nociones de bit y de qubit (bit cuántico).
- El desafío de la “supremacía cuántica”: resultados y perspectivas.
- Aprendizaje automatizado y computación cuántica.
2. El formalismo cuántico
- Breve introducción al formalismo matemático de la teoría cuántica.
- Espacios vectoriales, espacios de Hilbert y Notación Dirac.
- Propiedades generales de los sistemas cuánticos. Representación formal usando espacios de Hilbert.
- Probabilidades cuánticas y eventos.
- Estados cuánticos: puros y mixtos. Matrices densidad. Bits vs qubits: representación matemática.
- Operadores unitarios y compuertas lógicas cuánticas.
- Compuertas lógicas clásicas vs cuánticas.
3. Ejemplos de algoritmos cuánticos y lenguajes de programación cuántica
- Algoritmo de Deutsch-Jozsa.
- Algoritmo de búsqueda de Grover
- Transformada de Fourier cuántica.
- Algoritmo de Schor
- Ejemplos de lenguajes: Qiskit, Qutip, PennyLane y Strawberry Fields.
4. Dispositivos cuánticos: empresas, estados y funciones.
- Generadores cuánticos de números aleatorios.
- Sensores.
- Internet cuántica.
- Sistemas de distribución de claves cuánticas.
- Simuladores.
- Computadoras cuánticas.
- Quantum annealers.
- Iones atrapados.
- Computadoras cuánticas fotónicas.
- Distintas instancias de qubits: modos fotónicos, dispositivos superconductores, átomos fríos.
- Computadoras cuánticas universales vs computadoras cuánticas.
Requisitos y Procedimientos de Evaluación
Para obtener el CERTIFICADO DE ASISTENCIA:
• Los asistentes deberán registrar un 80% de asistencia de visualización de todo el material contenido en el aula virtual del curso.
Para obtener el CERTIFICADO DE APROBACIÓN:
• Los asistentes deberán registrar un 80% de asistencia de visualización de todo el material contenido en el aula virtual del curso.
• Y presentar y aprobar el Trabajo Final según las consignas del curso.
Formulario de inscripción: https://tinyurl.com/3b796kxf
Arancel (en pesos argentinos)
Inscripción temprana (hasta el 27 de agosto de 2024)
* AR$ 50.000.- (para nacionales)
* USD 60.- (para extranjeros)
Inscripción tardía (desde el 28 de agosto de 2024)
* AR$ 55.000.- (para nacionales)
* USD 66.- (para extranjeros)
50% Descuento para socios de SADIO (con 12 meses de antigüedad)
Los socios de AADECA gozan de los mismos derechos que los socios de SADIO
Medios de pago disponibles:
– Pago por Transferencias Bancarias (solo para residentes en Argentina) a:
SADIO (CUIT 30-64931218-0)
BBVA – Sucursal 330 Tribunales
Cta. Cte. Pesos: 502/7
CBU: 0170330420000000050276
Alias: SOCIEDAD.SADIO
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Es posible pagar en cuotas con interés. Consulte.
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Antecedentes del docente:
Federico Holik es Doctor en Física. Defendió su Tesis de Doctorado en la Universidad de Buenos Aires (Argentina). Realizó estancias postdoctorales en el Instituto de Física La Plata (Argentina) y en la Université Paris Diderot (Francia). Actualmente es Investigador Adjunto del CONICET, en el Instituto de Física La Plata. Sus investigaciones están enfocadas en los fundamentos de la mecánica cuántica, la teoría de la información cuántica, y el estudio de las propiedades lógicas geométricas y algebraicas del formalismo cuántico. La lista completa de sus publicaciones científicas puede encontrarse en: https://orcid.org/0000-0002-6776-5281
Más información en www.holik.com.ar y www.quantumlogic.com.ar