Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Log inSign up
Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Blog
Job Board
Q3AS

© 2026 Aqora Quantum S.A.S.

TermsPrivacyLegal Notice

De Bits a Qubits: Una Introducción a Computación Cuántica

Karen Dayana Tovar Parra

Published Nov 14, 2023• 0 citations
Publisher

Abstract

Portuguese translation (2026) of the original Spanish presentation "De Bits a Qubits: Una Introducción a Computación Cuántica." This slide deck introduces quantum computing concepts for engineering audiences with no prior quantum background. Topics covered: classical vs. quantum computing, qubits, superposition, quantum gates, and current applications. First presented in Portuguese at the training session "Introdução à Computação Quântica", organized by IEEE Computer Society, Universidade de Brasília (UnB), Brasília, Brazil. February 12, 2026. This presentation has been delivered at multiple conferences and academic events since 2023. Original presentation: "Introducción a la Computación Cuántica Actual", organized by IEEE WIE, IEEE Computer Society, IEEE Robotics & Automation, and IEEE Oceanic Engineering Society at ETITC, Bogotá, Colombia. November 14, 2023. Original version (Spanish, 2023): doi.org/10.5281/zenodo.19157336 License: CC BY-NC-ND 4.0 — Free to share with attribution.Commercial use and modifications require explicit permission.Contact: quantumkaren.com

DOI
10.5281/zenodo.19157335

Related papers

De los bits a los qubits: computación cuántica

Lorena Zúñiga-Segura

El concepto de computación cuántica arranca en 1981, cuando el físico Richard Feymanse pregunta si sería posible simular la física en una computadora de la época y propone unmodelo básico para una computadora que pudiera simular procesos cuánticos.

•Oct 17, 2017•0 citations

Evolución de componentes de computación cuántica y mediciones cuánticas no destructivas en la informática moderna. //Evolution of quantum computing components and non-destructive quantum measurements in modern computing.

Cristian Espinel López, Alvaro Martínez-Gómez, Marisol Verónica Aguilar Echeverría +1 more

El presente trabajo, realiza una breve introducción a las medidas QND (Quantum nondemolition measurement) y sus características. Además, se describe teóricamente un qubit acoplado a un oscilador armónico cuántico forzado como ejemplo de una medición QND en un qubit. El formalismo desarrollado para este tipo de sistemas cuánticos acoplados se desenvuelve dentro de la teoría cuántica de la computación. Como parte del estudio de las mediciones QND, se introducen los qubits de flujo que hacen uso de los interferómetros superconductores cuánticos (SQUIDs). El análisis de este esquema informático intenta introducir al lector en los conceptos de computación cuántica como el quibit que es el componente base que permite procesar información de forma cuántica. El objetivo de este trabajo es caracterizar si las medidas elaboradas sobre el qubit acoplado son o no QND. En este sentido, la aplicación del formalismo expuesto permitirá vislumbrar los alcances y limitaciones de los qubits acoplados en el desarrollo y aplicación de los sistemas cuánticos de la computación hasta el día de hoy. Adicionalmente, la aplicación de esta teoría se puede emplear a mediciones QND sobre qubits superconductores articulados a un oscilador armónico cuántico. Todo este proceso es sujeto al análisis y metodología que nos proporciona la historia de la ciencia y la tecnología. AbstractThe present work makes a brief introduction to QND (Quantum non demolition measurement) measurements and its characteristics. In addition, a qubit coupled to a forced quantum harmonic oscillator which is described theoretically as an example of a QND measurement in a qubit. The formalism developed for this type of coupled quantum systems is developed within the quantum theory of computation. As part of the study of QND measurements, the flow qubits making use of quantum superconducting interferometers (SQUIDs) are introduced. The analysis of this computer schema attempts to introduce the reader to the concepts of quantum computing such as qubit, which is the basic component that allows information to be processed quantumly. The objective of this work is to characterize whether the elaborated measures on the coupled qubit are QND or not. In this sense, the application of the exposed formalism will allow us to glimpse the scope and limitations of coupled qubits in the development and application of quantum computing systems to this day. Additionally, the application of this theory can be applied to QND measurements on superconducting qubits coupled to a quantum harmonic oscillator. All this process is subject to the analysis and methodology provided by the history of science and technology.

Ciencia Unemi•Oct 1, 2018•0 citations

Evolución de componentes de computación cuántica y mediciones cuánticas no destructivas en la informática moderna

Cristian Espinel López, Álvaro Martínez Gómez, Marisol Aguilar Echeverría +1 more

El presente trabajo, realiza una breve introducción a las medidas QND (Quantum nondemolition measurement) y sus características. Además, se describe teóricamente un qubit acoplado a un oscilador armónico cuántico forzado como ejemplo de una medición QND en un qubit. El formalismo desarrollado para este tipo de sistemas cuánticos acoplados se desenvuelve dentro de la teoría cuántica de la computación. Como parte del estudio de las mediciones QND, se introducen los qubits de flujo que hacen uso de los interferómetros superconductores cuánticos (SQUIDs). El análisis de este esquema informático intenta introducir al lector en los conceptos de computación cuántica como el quibit que es el componente base que permite procesar información de forma cuántica. El objetivo de este trabajo es caracterizar si las medidas elaboradas sobre el qubit acoplado son o no QND. En este sentido, la aplicación del formalismo expuesto permitirá vislumbrar los alcances y limitaciones de los qubits acoplados en el desarrollo y aplicación de los sistemas cuánticos de la computación hasta el día de hoy. Adicionalmente, la aplicación de esta teoría se puede emplear a mediciones QND sobre qubits superconductores articulados a un oscilador armónico cuántico. Todo este proceso es sujeto al análisis y metodología que nos proporciona la historia de la ciencia y la tecnología. AbstractThe present work makes a brief introduction to QND (Quantum non demolition measurement) measurements and its characteristics. In addition, a qubit coupled to a forced quantum harmonic oscillator which is described theoretically as an example of a QND measurement in a qubit. The formalism developed for this type of coupled quantum systems is developed within the quantum theory of computation. As part of the study of QND measurements, the flow qubits making use of quantum superconducting interferometers (SQUIDs) are introduced. The analysis of this computer schema attempts to introduce the reader to the concepts of quantum computing such as qubit, which is the basic component that allows information to be processed quantumly. The objective of this work is to characterize whether the elaborated measures on the coupled qubit are QND or not. In this sense, the application of the exposed formalism will allow us to glimpse the scope and limitations of coupled qubits in the development and application of quantum computing systems to this day. Additionally, the application of this theory can be applied to QND measurements on superconducting qubits coupled to a quantum harmonic oscillator. All this process is subject to the analysis and methodology provided by the history of science and technology.

•Sep 1, 2018•0 citations

Simulación y estudio de la complejidad de estados en computación cuántica discreta

Rafael Martín-Cuevas Redondo

La Computación Cuántica se presenta como un paradigma de computación no clásico que hace uso de fenómenos cuánticos para la realización de cálculos computacionales. De entre sus distintas implementaciones o manifestaciones, la basada en puertas cuánticas se considera la más versátil o de aplicación general, por su posibilidad de construir circuitos a partir de componentes más elementales. Dichos componentes son las puertas cuánticas, conceptualmente equivalentes a sus homónimas en el paradigma de computación clásica o basada en bits. Mientras que las puertas lógicas clásicas permiten la transformación del estado presentado por un registro en n bits, y en ello basamos la práctica totalidad de los dispositivos electrónicos actuales, las puertas cuánticas permiten a su vez la transformación de los estados de registros de n qubits. A dichos estados, se los denomina estados cuánticos. A diferencia de lo que ocurre en el caso de un bit, que puede estar únicamente en los estados 0 o 1, un qubit puede encontrarse en cualquiera de ambos estados -denominados clásicos-, o en una superposición lineal de ambos. Dicha superposición, regida por coeficientes complejos, establece qué probabilidad tenemos de obtener el qubit un estado 0, o un estado 1, si le aplicamos un proceso de medición. En la gran variedad de formas en que podemos superponer los estados clásicos de cada n-qubit, reside la potencia de este paradigma. El modelo discreto de Computación Cuántica propone el uso de estados cuánticos que cumplen unas determinadas propiedades, simplificando así el modelo continuo y permitiendo el uso de nuevos parámetros para comprender la relación entre los distintos estados cuánticos y su transformación mediante puertas cuánticas. Concretamente, se destacan dos: el número mínimo de puertas necesarias para alcanzar un determinado estado cuántico discreto desde uno de la base computacional -complejidad c-, y el parámetro necesarios para mantener la norma unitaria del vector que representa el estado -novel k-. Su estudio será determinante par identificar familias de estados discretos con propiedades particulares, algoritmos para el uso o la exploración del modelo discreto, y conclusiones sobre la complejidad de los estados del modelo. Abstract: Quantum Computing presents itself as a non-classical computing paradigm that uses quantum phenomena to make computational calculations. Among its different implementations or manifestations, the one based on quantum gates is considered as the most versatile or general-purpose one, due to its ability to create circuits using other basic components as its building blocks. Those basic components are quantum logic gates, conceptually equivalent to their homonym counterpart in classical or bit-based computing. Whereas classical logic gates enable the transformation of any state of a register of n bits, and almost every current electronic device is based on this paradigm, quantum logic gates are used to transform the states allowed by a register of n qubits. We will refer to those states of a n-qubit as quantum states. Opposed to a bit, that can only be in either a 0 or 1 state, a qubit can be in any of those so-called classical states, but also in any linear superposition of both. That superposition, determined by complex coefficients, establishes the probability to obtain either a 0 or a 1 from the qubit, after applying a measuring procedure to it. The computational power of this paradigm is based on the huge number of configurations that every n-qubit can have. The discrete model of Quantum Computing suggets the use of quantum states that verify certain additional properties, therefore simplifying the continuous model, and en-abling the use of new parameters to understand the relationship between different quantum states, and its transformation with quantum logic gates. Specifically, two are highlighted: the minimum number of gates required to reach a quantum state from one of the computational base -complexity c-, and the parameter needed to ensure that the vector that represents a quantum state remains unitary -level k-. Their study will play a key role in identifying families of quantum states with relevant characteristics, algorithms that allow for the use or the exploration of the discrete model, and conclusions about the complexity of the states of this model.

•Jan 1, 2018•0 citations

Computación cuántica: ¿el futuro de los procesadores?

R. Rossignoli

La computación cuántica es una nueva forma de representar y procesar la información, basada expresamente en las leyes de la mecánica cuántica. A diferencia de la computación clásica, se basa en qubits (quantum bits), que pueden estar no sólo en dos estados dados, digamos 0 y 1, sino también en cualquier superposición de ellos, de acuerdo a uno de los principios básicos de la mecánica cuántica.

Bit & Byte•Dec 1, 2018•0 citations

Computación cuántica: de qubits a qudits

Laura Tenjo Patiño, Juan David Hormaza Pantoja, Alcides Montoya Cañola

La computación cuántica ha dependido tradicionalmente de los qubits, que son sistemas cuánticos de dos niveles, pero la creciente demanda de escalabilidad y expresividad ha impulsado interés en los qudits, su generalización natural a sistemas de mayor dimensión. Al expandir el espacio de Hilbert local a ℂd, los qudits permiten una codificación de información más densa, estructuras de entrelazamiento más ricas, y representaciones más compactas de circuitos multiqubit. Esta breve revisión contrasta qubits y qudits, examina las principales implementaciones físicas, y analiza aplicaciones representativas como machine learning cuántico, simulación cuántica, corrección de errores cuántica, comunicación cuántica y detección cuántica. Se destacan las ventajas algorítmicas y los logros experimentales alcanzados. Finalmente, se analizan los principales desafíos que actualmente limitan la escalabilidad de las plataformas basadas en qudits y se esbozan futuras líneas de investigación, incluyendo arquitecturas híbridas qubit–qudit, control asistido por IA y avances hacia una computación cuántica tolerante a fallos en dimensiones superiores.

Entre ciencia e ingeniería•Aug 3, 2018•4 citations
Portuguese translation (2026) of the original Spanish presentation "De Bits a Qubits: Una Introducción a Computación Cuántica." This slide deck introduces quantum computing concepts for engineering audiences with no prior quantum background. Topics covered: classical vs. quantum computing, qubits, superposition, quantum gates, and current applications. First presented in Portuguese at the training session "Introdução à Computação Quântica", organized by IEEE Computer Society, Universidade de Brasília (UnB), Brasília, Brazil. February 12, 2026. This presentation has been delivered at multiple conferences and academic events since 2023. Original presentation: "Introducción a la Computación Cuántica Actual", organized by IEEE WIE, IEEE Computer Society, IEEE Robotics & Automation, and IEEE Oceanic Engineering Society at ETITC, Bogotá, Colombia. November 14, 2023. Original version (Spanish, 2023): doi.org/10.5281/zenodo.19157336 License: CC BY-NC-ND 4.0 — Free to share with attribution.Commercial use and modifications require explicit permission.Contact: quantumkaren.com
El presente trabajo, realiza una breve introducción a las medidas QND (Quantum nondemolition measurement) y sus características. Además, se describe teóricamente un qubit acoplado a un oscilador armónico cuántico forzado como ejemplo de una medición QND en un qubit. El formalismo desarrollado para este tipo de sistemas cuánticos acoplados se desenvuelve dentro de la teoría cuántica de la computación. Como parte del estudio de las mediciones QND, se introducen los qubits de flujo que hacen uso de los interferómetros superconductores cuánticos (SQUIDs). El análisis de este esquema informático intenta introducir al lector en los conceptos de computación cuántica como el quibit que es el componente base que permite procesar información de forma cuántica. El objetivo de este trabajo es caracterizar si las medidas elaboradas sobre el qubit acoplado son o no QND. En este sentido, la aplicación del formalismo expuesto permitirá vislumbrar los alcances y limitaciones de los qubits acoplados en el desarrollo y aplicación de los sistemas cuánticos de la computación hasta el día de hoy. Adicionalmente, la aplicación de esta teoría se puede emplear a mediciones QND sobre qubits superconductores articulados a un oscilador armónico cuántico. Todo este proceso es sujeto al análisis y metodología que nos proporciona la historia de la ciencia y la tecnología. AbstractThe present work makes a brief introduction to QND (Quantum non demolition measurement) measurements and its characteristics. In addition, a qubit coupled to a forced quantum harmonic oscillator which is described theoretically as an example of a QND measurement in a qubit. The formalism developed for this type of coupled quantum systems is developed within the quantum theory of computation. As part of the study of QND measurements, the flow qubits making use of quantum superconducting interferometers (SQUIDs) are introduced. The analysis of this computer schema attempts to introduce the reader to the concepts of quantum computing such as qubit, which is the basic component that allows information to be processed quantumly. The objective of this work is to characterize whether the elaborated measures on the coupled qubit are QND or not. In this sense, the application of the exposed formalism will allow us to glimpse the scope and limitations of coupled qubits in the development and application of quantum computing systems to this day. Additionally, the application of this theory can be applied to QND measurements on superconducting qubits coupled to a quantum harmonic oscillator. All this process is subject to the analysis and methodology provided by the history of science and technology.
El presente trabajo, realiza una breve introducción a las medidas QND (Quantum nondemolition measurement) y sus características. Además, se describe teóricamente un qubit acoplado a un oscilador armónico cuántico forzado como ejemplo de una medición QND en un qubit. El formalismo desarrollado para este tipo de sistemas cuánticos acoplados se desenvuelve dentro de la teoría cuántica de la computación. Como parte del estudio de las mediciones QND, se introducen los qubits de flujo que hacen uso de los interferómetros superconductores cuánticos (SQUIDs). El análisis de este esquema informático intenta introducir al lector en los conceptos de computación cuántica como el quibit que es el componente base que permite procesar información de forma cuántica. El objetivo de este trabajo es caracterizar si las medidas elaboradas sobre el qubit acoplado son o no QND. En este sentido, la aplicación del formalismo expuesto permitirá vislumbrar los alcances y limitaciones de los qubits acoplados en el desarrollo y aplicación de los sistemas cuánticos de la computación hasta el día de hoy. Adicionalmente, la aplicación de esta teoría se puede emplear a mediciones QND sobre qubits superconductores articulados a un oscilador armónico cuántico. Todo este proceso es sujeto al análisis y metodología que nos proporciona la historia de la ciencia y la tecnología. AbstractThe present work makes a brief introduction to QND (Quantum non demolition measurement) measurements and its characteristics. In addition, a qubit coupled to a forced quantum harmonic oscillator which is described theoretically as an example of a QND measurement in a qubit. The formalism developed for this type of coupled quantum systems is developed within the quantum theory of computation. As part of the study of QND measurements, the flow qubits making use of quantum superconducting interferometers (SQUIDs) are introduced. The analysis of this computer schema attempts to introduce the reader to the concepts of quantum computing such as qubit, which is the basic component that allows information to be processed quantumly. The objective of this work is to characterize whether the elaborated measures on the coupled qubit are QND or not. In this sense, the application of the exposed formalism will allow us to glimpse the scope and limitations of coupled qubits in the development and application of quantum computing systems to this day. Additionally, the application of this theory can be applied to QND measurements on superconducting qubits coupled to a quantum harmonic oscillator. All this process is subject to the analysis and methodology provided by the history of science and technology.
La Computación Cuántica se presenta como un paradigma de computación no clásico que hace uso de fenómenos cuánticos para la realización de cálculos computacionales. De entre sus distintas implementaciones o manifestaciones, la basada en puertas cuánticas se considera la más versátil o de aplicación general, por su posibilidad de construir circuitos a partir de componentes más elementales. Dichos componentes son las puertas cuánticas, conceptualmente equivalentes a sus homónimas en el paradigma de computación clásica o basada en bits. Mientras que las puertas lógicas clásicas permiten la transformación del estado presentado por un registro en n bits, y en ello basamos la práctica totalidad de los dispositivos electrónicos actuales, las puertas cuánticas permiten a su vez la transformación de los estados de registros de n qubits. A dichos estados, se los denomina estados cuánticos. A diferencia de lo que ocurre en el caso de un bit, que puede estar únicamente en los estados 0 o 1, un qubit puede encontrarse en cualquiera de ambos estados -denominados clásicos-, o en una superposición lineal de ambos. Dicha superposición, regida por coeficientes complejos, establece qué probabilidad tenemos de obtener el qubit un estado 0, o un estado 1, si le aplicamos un proceso de medición. En la gran variedad de formas en que podemos superponer los estados clásicos de cada n-qubit, reside la potencia de este paradigma. El modelo discreto de Computación Cuántica propone el uso de estados cuánticos que cumplen unas determinadas propiedades, simplificando así el modelo continuo y permitiendo el uso de nuevos parámetros para comprender la relación entre los distintos estados cuánticos y su transformación mediante puertas cuánticas. Concretamente, se destacan dos: el número mínimo de puertas necesarias para alcanzar un determinado estado cuántico discreto desde uno de la base computacional -complejidad c-, y el parámetro necesarios para mantener la norma unitaria del vector que representa el estado -novel k-. Su estudio será determinante par identificar familias de estados discretos con propiedades particulares, algoritmos para el uso o la exploración del modelo discreto, y conclusiones sobre la complejidad de los estados del modelo. Abstract: Quantum Computing presents itself as a non-classical computing paradigm that uses quantum phenomena to make computational calculations. Among its different implementations or manifestations, the one based on quantum gates is considered as the most versatile or general-purpose one, due to its ability to create circuits using other basic components as its building blocks. Those basic components are quantum logic gates, conceptually equivalent to their homonym counterpart in classical or bit-based computing. Whereas classical logic gates enable the transformation of any state of a register of n bits, and almost every current electronic device is based on this paradigm, quantum logic gates are used to transform the states allowed by a register of n qubits. We will refer to those states of a n-qubit as quantum states. Opposed to a bit, that can only be in either a 0 or 1 state, a qubit can be in any of those so-called classical states, but also in any linear superposition of both. That superposition, determined by complex coefficients, establishes the probability to obtain either a 0 or a 1 from the qubit, after applying a measuring procedure to it. The computational power of this paradigm is based on the huge number of configurations that every n-qubit can have. The discrete model of Quantum Computing suggets the use of quantum states that verify certain additional properties, therefore simplifying the continuous model, and en-abling the use of new parameters to understand the relationship between different quantum states, and its transformation with quantum logic gates. Specifically, two are highlighted: the minimum number of gates required to reach a quantum state from one of the computational base -complexity c-, and the parameter needed to ensure that the vector that represents a quantum state remains unitary -level k-. Their study will play a key role in identifying families of quantum states with relevant characteristics, algorithms that allow for the use or the exploration of the discrete model, and conclusions about the complexity of the states of this model.
La computación cuántica ha dependido tradicionalmente de los qubits, que son sistemas cuánticos de dos niveles, pero la creciente demanda de escalabilidad y expresividad ha impulsado interés en los qudits, su generalización natural a sistemas de mayor dimensión. Al expandir el espacio de Hilbert local a ℂd, los qudits permiten una codificación de información más densa, estructuras de entrelazamiento más ricas, y representaciones más compactas de circuitos multiqubit. Esta breve revisión contrasta qubits y qudits, examina las principales implementaciones físicas, y analiza aplicaciones representativas como machine learning cuántico, simulación cuántica, corrección de errores cuántica, comunicación cuántica y detección cuántica. Se destacan las ventajas algorítmicas y los logros experimentales alcanzados. Finalmente, se analizan los principales desafíos que actualmente limitan la escalabilidad de las plataformas basadas en qudits y se esbozan futuras líneas de investigación, incluyendo arquitecturas híbridas qubit–qudit, control asistido por IA y avances hacia una computación cuántica tolerante a fallos en dimensiones superiores.