Procesadores cuánticos atómicos

ARLACCHI, Giuseppe

Mario Rivera del Olmo

[ES] Las arquitecturas modulares multinúcleo se han propuesto como una solución prometedora para escalar los ordenadores cuánticos. En estas arquitecturas, los distintos procesadores cuánticos se interconectan mediante enlaces clásicos y cuánticos. Las guías de ondas ofrecen potencialmente un medio eficaz para interconectar dichos procesadores cuánticos dentro de una arquitectura modular, facilitando la transferencia coherente del estado cuántico entre chips separados. Ya se ha desarrollado y simulado un modelo sencillo de sistema cuántico qubit-guía de onda utilizando QuTip, un software para simular la dinámica de sistemas cuánticos abiertos. En este TFG, se extenderá el modelo de interconexión cuántica mediada por guía de ondas (Hamiltoniano) para que tenga un comportamiento más preciso y realista e incluya el efecto de los acopladores intermedios y parámetros como los tiempos y frecuencias de las señales requeridas en el emisor y el receptor.

Joan Carles Ambrojo

Israel Sánchez Ortuño

Se presenta una ley de escala fenomenológica que relaciona la información observable de un sistema cuántico con la diferencia de órdenes de magnitud entre las frecuencias características del observador y del sistema. La ecuación fundamental es: Iobs = W / (1 + Δ) donde Δ = log10( max(fobs, fobj) / min(fobs, fobj) ) La teoría ha sido validada con datos reales de calibración de procesadores cuánticos superconductores de IBM y Rigetti, obteniendo una correlación de Spearman de 0.89 y una reducción del error cuadrático medio del 69% frente a un modelo base. La teoría es compatible con el principio de incertidumbre de Heisenberg y con la relatividad general. Este trabajo incluye la formulación matemática completa, los resultados de validación empírica y las implicaciones para la calibración en tiempo real de procesadores cuánticos.

Alex Jesús Serpa Pastrana

En este informe se presenta el trabajo desarrollado como estudiante miembro del semillero de investigación en Información Cuántica y Computación Cuántica, y que fue presentado en eventos científicos como ponencias orales y posters. El trabajo está dividido en dos partes principales. En primer lugar, se llevó a cabo un análisis de distinguibilidad de estados cuánticos por medio de la comparación de la distancia traza y la fidelidad, como métricas en el campo de la información cuántica. Se discutió la dinámica de estados cuánticos de dos qubits mediante la evolución temporal de dichas métricas al considerar la acción de ruido de amortiguación de amplitud sobre un estado inicial. En segundo lugar, se estudió la técnica de los algoritmos cuánticos variacionales (VQAs) como un enfoque para mejorar la precisión de las computadoras cuánticas. Los VQAs aprovechan procesadores clásicos para entrenar circuitos cuánticos mediante redes neuronales y luego se miden utilizando un procesador cuántico. Se presentaron varios sistemas cuánticos simulados utilizando estos algoritmos, comparando la efectividad de la técnica al simular sistemas sin optimización y sistemas optimizados. Se examinó el comportamiento de la función de costo de cada circuito cuántico para diferentes dinámicas de los sistemas simulados. Para realizar las optimizaciones de los circuitos, se utilizó la biblioteca Pennylane en Python, la cual proporciona diversos optimizadores variacionales cuánticos.

Antonio Acín