Una base tèorica sobre física quàntica, computació quàntica i models matemàtics constitueix el punt de partida per al desenvolupament de la col·lecció d'aplicacions Quantum Graph Tool. Es tracta de sis aplicacions per al sistema operatiu iOS relacionades amb el món de la computació quàntica i la teoria de grafs. Més concretament, l'aplicació central representa un simulador interactiu de circuits quàntics que es pot utilitzar per estudiar els algorismes quàntics més coneguts. Aquestes aplicacions pretenen divulgar la computació quàntica mitjançant els dispositius mòbils.
Una base tèorica sobre física quàntica, computació quàntica i models matemàtics constitueix el punt de partida per al desenvolupament de la col·lecció d'aplicacions Quantum Graph Tool. Es tracta de sis aplicacions per al sistema operatiu iOS relacionades amb el món de la computació quàntica i la teoria de grafs. Més concretament, l'aplicació central representa un simulador interactiu de circuits quàntics que es pot utilitzar per estudiar els algorismes quàntics més coneguts. Aquestes aplicacions pretenen divulgar la computació quàntica mitjançant els dispositius mòbils.
Una base teorica sobre fisica quantica, computacio quantica i models matematics constitueix el punt de partida per al desenvolupament de la col·leccio d'aplicacions Quantum Graph Tool. Es tracta de sis aplicacions per al sistema operatiu iOS relacionades amb el mon de la computacio quantica i la teoria de grafs. Mes concretament, l'aplicacio central representa un simulador interactiu de circuits quantics que es pot utilitzar per estudiar els algorismes quantics mes coneguts. Aquestes aplicacions pretenen divulgar la computacio quantica mitjancant els dispositius mobils.
[CA] Els qubits, les unitats bàsiques de la informació en la computació quàntica, no són sistemes aïllats sinó que interactuen amb el seu entorn. Aquesta interacció genera errors de decoherència i dissipació, que afecten el processament quàntic. La teoria dels sistemes quàntics oberts proporciona un marc matemàtic per estudiar aquestes interaccions i modelar diferents tipus de soroll. Emprarem l'equació mestra de Lindblad, resultat d'aquesta teoria, per a modelar la dissipació i la decoherència, i establir l'origen dels temps T_1 i T_2 que són dues mètriques que caracteritzen el temps màxim que un qubit pot realitzar operacions.
Aprofundir en els coneixements de computació quàntica, tant des del vessant de la física com des del vessant de la teoria de la computació, que em situïn en un punt de "pre-recerca".\nTenir un mapa de les diferents aproximacions a llenguatges de programació quàntica que s'han fet en els últims anys. Distingir els pros/contres i limitacions d'aquestes aproximacions.\nInvestigar els avenços recents relacionats amb complexitat de la CQ i els seus límits des del punt de vista de la teoria de la computació.\nInvestigar les diferents propostes de simulació de CQ en ordinadors actuals.
La computació quàntica ha evolucionat ràpidament en els darrers anys, fet que ha augmentat la necessitat de mètodes fiables per avaluar els sistemes quàntics emergents. Un dels principals reptes és la disponibilitat limitada de circuits quàntics per a fer benchmarking, ja que la majoria dels circuits existents cobreixen només un rang reduït de configuracions. Tot i que els circuits generats aleatòriament ajuden a ampliar aquest conjunt, sovint manquen d'una estructura significativa i no reflecteixen patrons realistes. Aquesta tesi presenta el desenvolupament d'un generador de circuits quàntics capaç de produir circuits sintètics a partir d'un graf d'interaccions, d'una distribució de portes per secció i d'una profunditat arbitraris. Per avaluar el rendiment del generador, ens centrem a clonar circuits existents mitjançant un model que es pot generalitzar a estructures arbitràries. Mitjançant experimentació, demostrem que els circuits generats presenten una alta similitud de les propietats avaluades amb les seves versions originals. Els nostres experiments inclouen la clonació de versions de 100 qubits dels algoritmes Quantum Fourier Transform (QFT), Quantum Phase Estimation (QPE), Amplitude Estimation (AE) i Deutsch-Jozsa (DJ).
Es presenta una breu exposició d’alguns problemes fonamentals de la física quàntica que involucren aspectes filosòfics i epistemològics de la realitat física descrita per aquesta teoria. El principi d’indeterminació de Heisenberg, el de complementarietat de Bohr i l’experiment de “la doble escletxa” introdueixen l’aspecte més essencial de la teoria quàntica: el procés de mesura. L’experiment del “gat de Schrödinger” posa de relleu la paradoxal superposició quàntica d’estats que “col·lapsa”, en mesurar el sistema, en un dels estats implicats en dita superposició. Finalment, es discuteix breument les implicacions de la teoria quàntica en dues àrees a la frontera del coneixement actual: la física de partícules i la computació quàntica
L’estudi de la fisica de la informacio i de la computacio ha estat una de les disciplines d’investigacio mes reconegudes al llarg de les ultimes decades. La informacio es, a la fi, alguna cosa que es troba dins d’un sistema fisic, i podem pensar que la computacio es allo que es capac de convertir aquesta part dels sistemes fisics en dispositius realitzables i controlables. Aixi doncs, sembla que tant des del punt de vista de la ciencia basica com de l’aplicacio tecnologica, els conceptes d’informacio i computacio tenen un paper principal. Aquest treball tracta sobre un aspecte concret d’un sistema fisic, la llum, el qual es pot utilitzar per a aplicacions molt diverses en informacio quantica. De tots els sistemes fisics proposats per a realitzacions practiques d’informacio quantica, els fotons son, sens dubte, els mes utilitzats. Els treballs duts a terme fins al moment tracten basicament de les propietats de polaritzacio de la llum, la posicio dels fotons i el moment d’aquests. L’estudi del control dels estats en frequencia dels fotons es un nou pas en la complexitat quantica, ja que la frequencia es una variable continua. Quan pensem en la descripcio i l’estudi d’algun aspecte dels sistemes quantics com pot ser la polaritzacio o la frequencia, la distincio en variables continues i discretes es ben clara en el sentit matematic; pero d’altra banda, des del punt de vista experimental, les variables continues son un limit de les variables discretes que mai es pot tractar a la practica. La correlacio no classica entre parelles de fotons es un dels topics centrals en l’optica quantica, i l’entrellacament es la seva propietat mes notable per tal d’experimentar-hi. L’entrellacament es una propietat dels estats quantics i, en el nostre cas, direm que una parella de fotons esta entrellacada quan no puguem descriure l’estat d’un dels dos fotons sense, alhora, variar l’estat de l’altre, es a dir que l’entrellacament ens dona idea del grau en que estan lligats els dos fotons. Quan volem tractar l’entrellacament d’un estat quantic de dos sistemes A i B, si aquests tenen un espectre discret, aleshores la seva correlacio sera senzilla de quantificar ja que tindrem un nombre finit —o, en el pitjor dels casos, numerable— d’estats correlats. Per contra, quan