Os constantes desenvolvimentos tecnológicos só foram possíveis devido ao aprimoramento dos conceitos observados na física e na matemática, por essa razão não é de se espantar que a computação quântica e a ciência da informação recebem atenção pela comunidade cientifica. Com tais desenvolvimentos as manipulações de sistemas e circuitos quânticos vem apresentando desenvolvimento satisfatório baseando-se na criação e na evolução dos chamados computadores quânticos.
Os constantes desenvolvimentos tecnológicos só foram possíveis devido ao aprimoramento dos conceitos observados na física e na matemática, por essa razão não é de se espantar que a computação quântica e a ciência da informação recebem atenção pela comunidade cientifica. Com tais desenvolvimentos as manipulações de sistemas e circuitos quânticos vem apresentando desenvolvimento satisfatório baseando-se na criação e na evolução dos chamados computadores quânticos.
Resumo: Este artigo trata da utilização da plataforma de processadores quânticos, conhecida na literatura como IBM Q Experience, como um recurso pedagógico para a disciplina de computação quântica.Por meio da utilização do Qiskit, um pacote de desenvolvimento fornecido gratuitamente pela empresa IBM, que fornece a ligação entre o usuário e o processador.Os circuitos quânticos devem ser rodados nesses processadores quânticos, como também, a possibilidade de simulação de projetos de circuitos localmente.Nos concentramos na caracterização do Qiskit referente a vários aspectos práticos dos códigos.Para esse fim, catalogamos as portas lógicas quânticas em duas tabelas demonstrando que o Qiskit pode ser útil como um recurso didático para os cursos de computação quântica.Destacamos também que o Qiskit possui mecanismos básicos para o processamento da informação, consequentemente, a criação de circuitos e portas quânticas com medidas nas bases computacionais tornam-se mais fácil.Um exemplo de um circuito quântico foi adotado para a demonstração dos conceitos, simulação do circuito e visualização gráfica dos resultados via Qiskit.Concluímos que o framework Qiskit é um recurso pedagógico importante para explorar vários conceitos da computação quântica, tais como: portas lógicas, circuitos e medidas quânticas.Na visualização gráfica, o Qiskit pode auxiliar na discussão dos resultados obtidos de circuitos simples e complexos, voltados para o ensino e pesquisa da computação quântica.
A Computacao Quântica surgiu como uma promissora tecnologia alternativa capaz de contornar os problemas previstos para acontecerem em breve com a saturacao da tecnologia atual (Computacao Classica). Estes problemas acontecem quando se trabalha com componentes muito pequenos, da ordem de poucos nanometros, quando os efeitos da Mecânica Quântica comecam a tornar-se mais fortes, gerando resultados aleatorios. A Computacao Quântica toma proveito desses efeitos, resultando numa Computacao nao somente mais rapida, como um novo tipo de Computacao, capaz de realizar tipos novos de computacao impossiveis, em principio, de serem realizadas classicamente. Embora a teoria da Computacao Quântica venha se desenvolvendo com rapidez, a parte experimental ainda enfrenta grandes dificuldades. Embora implementacoes de algoritmos simples e com poucos qubits ja tenham sido realizadas, ainda ha problemas serios de escalabilidade, descoerencia e controlabilidade a serem resolvidos. Devido a esses problemas, torna-se imperativo o uso de simuladores tanto para o desenvolvimento de novos algoritmos quanto para o estudo dos algoritmos existentes. A simulacao, porem, apresenta um problema, no que um sistema quântico so pode ser simulado eficientemente por outro sistema quântico. Um sistema quântico de n qubits levara um tempo O(2n ) para ser simulado por um computador classico. A simulacao, entretanto, mostra-se a alternativa mais viavel em vista da falta de um hardware quântico. Este trabalho apresenta o processo de concepcao e implementacao de um simulador universal de circuitos quânticos, denominado Zeno. O modelo de circuitos quânticos foi escolhido por ser amplamente difundido e de facil assimilacao. O trabalho apresenta uma introducao aos conceitos de Computacao Quântica usados na implementacao do simulador, os requisitos gerais desejaveis para um novo simulador de circuitos quânticos, tanto do ponto de vista funcional quanto do nao-funcional, o processo de desenvolvimento utilizado e uma analise dos resultados obtidos com a implementacao do simulador.
O presente estudo objetivou analisar os dados de simulações de dois algoritmos quânticos diferentes: Algoritmo de Deutsch e a Transformada de Fourier Quântica. Para tal abordagem foi utilizado o framework Qiskit na realização das simulações dos algoritmos anteriormente apresentados. Tais simulações se deram na máquina local (computador clássico) e nos chips quânticos da International Business Machines (IBM) via nuvem. Na máquina local, os resultados obtidos são os previstos pela teoria. Nos protótipos da IBM, no entanto, pequenas flutuações de erro puderam ser observadas. Todavia, os estados quânticos esperados foram obtidos com ótima probabilidade. Nossos resultados mostram que os computadores quânticos utilizados são robustos para os algoritmos estudados, sendo essa uma maneira bastante intuitiva para o ensino dos conceito de informação e computação quântica para o estudantes do ciclo profissional (técnico) da graduação.
A computação quântica vem se destacando como uma das inovações tecnológicas mais relevantes do século XXI, oferecendo novas abordagens para o processamento de informações e apresentando desempenho superior à computação clássica em problemas de alta complexidade. Baseada nos fundamentos da mecânica quântica, especialmente nos princípios de superposição e entrelaçamento, essa tecnologia possibilita representar e manipular múltiplos estados de informação de forma simultânea. Considerando sua importância crescente na ciência e na engenharia, este trabalho tem como objetivo analisar o estado atual, os desafios e as principais aplicações da computação quântica, com ênfase em suas repercussões em áreas estratégicas como a segurança digital, a inteligência artificial e a simulação de materiais. A pesquisa foi conduzida por meio de uma revisão bibliográfica. Os resultados mostram que a computação quântica tende a redefinir os limites da ciência computacional, abrindo novas possibilidades em campos como a criptografia, o aprendizado de máquina e as ciências dos materiais. Observou-se, contudo, que a consolidação dessa tecnologia ainda depende da superação de obstáculos técnicos, como a instabilidade dos qubits, os processos de correção de erros e a escalabilidade dos sistemas. Conclui-se que o avanço da computação quântica requer a integração entre pesquisa científica, desenvolvimento tecnológico e formação interdisciplinar, fatores indispensáveis para que essa área se firme como base dos sistemas computacionais do futuro.
Resumo: A utilização da plataforma da computação quântica em nuvem (quantum cloud) da empresa IBM, através de sua IDE, chamada de IBM-Q Compose, se tornou imprescindível para disciplinas e minicursos na área da computação quântica.O IBM-Q Compose é uma IDE de desenvolvimento que fornece além da simulação local, a conexão entre os usuários e os processadores quânticos, onde se deseja executar circuitos e algoritmos quânticos.Neste trabalho exploramos uma proposta de sequência didática via projetos como atividades a serem trabalhadas na disciplina de computação quântica para aplicação nas engenharias e/ou ciências básicas.O foco principal é abordar conceitos importantes, do ponto de vista pedagógico, da computação quântica utilizando a IDE IBM-Q Compose da plataforma IBM.Na primeira parte deste trabalho, revisamos rapidamente conceitos como qubits, portas lógicas, circuitos e algoritmo quântico.Na segunda parte, propomos uma sequência didática via projetos na IDE para alunos e/ou professores trabalharem conjuntamente os conceitos, tais como: (1) a preparação de estado quânticos, (2) portas quânticas e suas atuações no espaço estados de múltiplos qubits, (3) algoritmo quântico através do teleporte de estados quânticos, e por fim, (4) análise das leituras (medidas) sobre os qubits utilizando vários gráficos disponíveis na IDE da plataforma.Concluímos o nosso trabalho analisando a plataforma da IBM referente a vários aspectos, como: a instalação, as características e sua utilização por parte de alunos e/ou professores.O nosso trabalho demonstra que essa sequência didática pode ser útil para os professores que usando o IBM-Q Compose, poderá trabalhar com os alunos os conceitos abstratos da computação quântica em chips quânticos totalmente gratuitos.