Español (ES) Conceptos de V-computación — ES_52 Autor: Víctor Estrada Díaz. ORCID: 0000-0001-9942-1021. Colección española del proyecto v-computacion, dedicada a explicar la construcción de máquinas V mediante relaciones conocidas y estados internos desconocidos, y su comparación operacional con referencias cuánticas en tareas concretas. Contenido de esta entrega Los artículos 01–07 presentan existencia y conocimiento, la caja y el gato de Schrödinger, las unidades Qᵦ y Qᵥ, el colapso y la medida, la función interna f del marco Einstein-VED, las relaciones entre estados desconocidos y el estudio de correlaciones y Bell. El informe específico del ensayo de V1 incluye fórmulas, procedimiento, datos y límites de una comprobación informática local. Se realizaron 8.192 ensayos pareados, equivalentes a 16.384 ejecuciones V1 Python. La respuesta de Deutsch coincidió entre ambas ramas y con la respuesta prevista en los cuatro oráculos. Para q₀ se obtuvo CHSH = 2 con selección ordenada y aleatoria: no se observó una violación de Bell en ese montaje. No se presenta como un test físico sin lagunas ni como una comparación temporal con hardware cuántico. Se describe también un protocolo propuesto entre España e Italia, con instalaciones separadas, preparación local sin comunicación y comparación posterior de registros. Esa extensión no se ha ejecutado. La exposición de esta entrega llega hasta el artículo 07; los desarrollos posteriores quedan reservados. Organización y archivos v-computacion contiene la exposición y los datos del ensayo. El proyecto base ES_52 pertenece a UNIHOLOG y la demostración a DEMUESTRA/Proyectos/ES_52. En DEMUESTRA la verificación documental se limita a los archivos .md en español. Este depósito contiene un único paquete por idioma disponible, limitado a español, inglés, francés e italiano. Esta entrega incluye únicamente español. El paquete reúne los PDF de la colección, los datos de tamaño manejable, los programas Python y los programas Prolog que realmente existan. No se incluyen idiomas inexistentes, traducciones inventadas, archivos de credenciales ni borradores posteriores al 07. Las copias documentales de datos y programas conservan su procedencia. No se afirma haber ejecutado una implementación Prolog cuando no se dispone de ella. El paquete distingue el ensayo realizado de los protocolos todavía propuestos. Licencia dual y condiciones éticas Textos: CC BY-NC-SA 4.0. Compartir y adaptar con atribución, sin uso comercial y compartiendo las adaptaciones bajo la misma licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/. Código: HL3 — Hippocratic License 3.0. Uso comercial sujeto a los principios éticos y condiciones de la licencia: https://firstdonoharm.dev/version/3/0/. El autor prohíbe los usos para guerras, violaciones de los derechos humanos, daño ambiental, explotación, vigilancia masiva y discriminación. Principios: respeto a la dignidad humana, no uso lucrativo sin permiso y prohibición de usos dañinos. Referencia del autor: https://estradad.es/licencia.php. English (EN) V-computing concepts — ES_52 — English description Author: Víctor Estrada Díaz. ORCID: 0000-0001-9942-1021. This is the independent v-computacion project deposit, separate from UNIHOLOG and DEMUESTRA. It presents the construction of V machines using known relations and unknown internal states, and their operational comparison with quantum references on specific tasks. Articles 01–07 discuss existence and knowledge, Schrödinger's box and cat, Qᵦ and Qᵥ units, collapse and measurement, the internal function f in the Einstein-VED framework, relations between unknown states, and correlations and Bell inequalities. The exposition in this release stops at article 07. The V1 report provides formulas, procedures, data and limitations of a local software experiment: 8,192 paired trials, comprising 16,384 Python V1 executions. Both branches agreed with the expected Deutsch answer for all four oracles. For q₀, CHSH = 2 with ordered and random selection; no Bell violation was observed in this setup. This is neither a loophole-free physical Bell test nor a timing comparison with quantum hardware. A proposed Spain–Italy protocol, using separate installations, local preparation without communication, and subsequent comparison of logs, has not been executed. The base ES_52 project belongs to UNIHOLOG; the demonstration belongs to DEMUESTRA/Proyectos/ES_52, where documentary verification uses only Spanish .md files. This deposit contains one ZIP per available document language, restricted to Spanish, English, French and Italian. Currently, only the Spanish document package exists. This English metadata description does not imply that an English article package exists. Packages include PDFs, manageable data files, Python programs and any Prolog programs actually available. They exclude credentials, later drafts and unavailable language editions. Data and program copies retain their provenance; no execution of an unavailable Prolog implementation is claimed. Dual licensing and ethical restrictions Texts: CC BY-NC-SA 4.0 — attribution, non-commercial use and share-alike: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/. Code: HL3 — Hippocratic License 3.0, with commercial use subject to its ethical principles and conditions: https://firstdonoharm.dev/version/3/0/. The author prohibits uses involving war, human-rights violations, environmental harm, exploitation, mass surveillance and discrimination. The author's principles include respect for human dignity, no profit-making use without permission, and prohibition of harmful uses. Author's reference: https://estradad.es/licencia.php. Français (FR) Concepts de V-calcul — ES_52 — Description française Auteur : Víctor Estrada Díaz. ORCID : 0000-0001-9942-1021. Ce dépôt est consacré au projet indépendant v-computacion, distinct de UNIHOLOG et de DEMUESTRA. Il présente la construction de machines V à partir de relations connues et d'états internes inconnus, ainsi que leur comparaison opérationnelle avec des références quantiques pour des tâches précises. Les articles 01–07 abordent l'existence et la connaissance, la boîte et le chat de Schrödinger, les unités Qᵦ et Qᵥ, l'effondrement et la mesure, la fonction interne f du cadre Einstein-VED, les relations entre états inconnus, les corrélations et les inégalités de Bell. Cette livraison s'arrête à l'article 07. Le rapport V1 fournit les formules, la procédure, les données et les limites d'une expérience informatique locale : 8 192 essais appariés, soit 16 384 exécutions de V1 en Python. Les deux branches ont donné la réponse attendue de Deutsch pour les quatre oracles. Pour q₀, CHSH = 2 avec une sélection ordonnée ou aléatoire : aucune violation de Bell n'a été observée dans ce montage. Il ne s'agit ni d'un test physique de Bell sans échappatoires ni d'une comparaison temporelle avec du matériel quantique. Un protocole Espagne–Italie est proposé, avec installations séparées, préparation locale sans communication et comparaison ultérieure des journaux ; il n'a pas été exécuté. Le projet de base ES_52 appartient à UNIHOLOG et la démonstration à DEMUESTRA/Proyectos/ES_52, où la vérification documentaire porte uniquement sur les fichiers .md espagnols. Ce dépôt contient un ZIP par langue documentaire disponible, parmi l'espagnol, l'anglais, le français et l'italien. Actuellement, seul le paquet documentaire espagnol existe. Cette description française des métadonnées ne signifie pas qu'un paquet d'articles français existe. Les paquets contiennent les PDF, les données de taille raisonnable, les programmes Python et les programmes Prolog réellement disponibles. Ils excluent les identifiants, les brouillons ultérieurs et les éditions linguistiques inexistantes. Les copies de données et de programmes conservent leur provenance ; aucune exécution d'une implémentation Prolog indisponible n'est affirmée. Double licence et restrictions éthiques Textes : CC BY-NC-SA 4.0 — attribution, utilisation non commerciale et partage dans les mêmes conditions : https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/. Code : HL3 — Hippocratic License 3.0 ; utilisation commerciale soumise à ses principes éthiques et conditions : https://firstdonoharm.dev/version/3/0/. L'auteur interdit les usages liés aux guerres, aux violations des droits humains, aux dommages environnementaux, à l'exploitation, à la surveillance de masse et à la discrimination. Ses principes comprennent le respect de la dignité humaine, l'absence d'utilisation lucrative sans autorisation et l'interdiction des usages nuisibles. Référence de l'auteur : https://estradad.es/licencia.php. Italiano (IT) Concetti di V-computazione — ES_52 — Descrizione italiana Autore: Víctor Estrada Díaz. ORCID: 0000-0001-9942-1021. Questo deposito riguarda il progetto indipendente v-computacion, distinto da UNIHOLOG e DEMUESTRA. Presenta la costruzione di macchine V mediante relazioni note e stati interni sconosciuti e il loro confronto operativo con riferimenti quantistici su compiti specifici. Gli articoli 01–07 trattano esistenza e conoscenza, la scatola e il gatto di Schrödinger, le unità Qᵦ e Qᵥ, il collasso e la misura, la funzione interna f del quadro Einstein-VED, le relazioni tra stati sconosciuti, le correlazioni e le disuguaglianze di Bell. Questa edizione si ferma all'articolo 07. Il rapporto V1 include formule, procedura, dati e limiti di un esperimento informatico locale: 8.192 prove appaiate, pari a 16.384 esecuzioni V1 in Python. Entrambi i rami hanno fornito la risposta attesa di Deutsch per tutti e quattro gli oracoli. Per q₀, CHSH = 2 con selezione ordinata e casuale: non è stata osservata alcuna violazione di Bell in questa configurazione. Non si tratta di un test fisico di Bell privo di scappatoie né di un confronto temporale con hardware quantistico. È inoltre proposto un protocollo Spagna–Italia, con installazioni separate, preparazione loc
La motivacion de esta tesis es estudiar el entrelazamiento cuantico en general y bajo que circunstancias es maximo en particular. En primer lugar, se analizan desigualdades de Bell desde un punto de vista operacional, se presentan nuevas desigualdades para particulas de dimension mayor que dos y se estudian los estados que las violan maximamente. Dichos estados son del tipo GHZ para las desigualdades que involucran qubits. En el caso de experimentos con qutrits o particulas dimension local mayor, los estados que violan maximamente estas desigualdades son deformaciones de estados GHZ generalizados. Este resultado demuestra que aunque maximo entrelazamiento y la no-localidad son conceptos muy proximos, no son equivalentes. En segundo lugar, se estudia el entrelazamiento multipartito en cadenas de espines. En particular, se usa como figura de merito el hiperdeterminante y los invariantes polinomicos que lo forman, S y T. Estas figuras cuantifican un tipo concreto de entrelazamiento cuatripartito, tal y como se demuestra de un analisis de estados cuanticos bien conocidos como el GHZ o el W. Cuando aplicamos esta figura a una cadena de espines con interaccion tipo Ising, observamos un pico pronunciado cerca de la transicion de fase cuantica. Resultados similares se observan para los modelos de XXZ y de Haldane-Shastry para el caso de los invariantes S y T. Con todo, concluimos que estas figuras de merito son sensibles a las transiciones de fase cuanticas. La segunda parte de la tesis se focaliza en el campo de la computacion cuantica. Dicho campo ha experimentado un crecimiento relevante en los ultimos anos, debido en parte a la mejora tecnologica sobre el control de experimentos cuanticos. Con motivo de este crecimiento, diversas empresas han empezado a desarrollar prototipos de ordenadores cuanticos. Por esta razon, una de las lineas de investigacion en computacion cuantica consiste en proponer metodos para poner a prueba estas maquinas. Uno de los metodos presentados en esta tesis es la simulacion exacta de una cadena de espines con interaccion de tipo XY. Se explicita como debe de ser el circuito cuantico que lleva a cabo dicha simulacion y se propone la simulacion tanto de estados termicos como de la evolucion en el tiempo. Debido a que el modelo XY es resoluble analiticamente, se pueden comparar los resultados obtenidos de la simulacion con el ordenador cuantico con la solucion teorica. Al correr un circuito para cuatro qubits en dos ordenadores de la empresa IBM y uno de la empresa Rigetti computing, obtenemos resultados peores a los esperados. Con ello, concluimos que hay fuentes de error que no se estan teniendo en cuenta en general y que cobran relevancia incluso en circuitos tan pequenos. Ademas de este circuito, proponemos la simulacion de estados altamente entrelazados. La implementacion de estos circuitos constituye un test tan duro como necesario para un ordenador cuantico, debido a que la ventaja de los algoritmos cuanticos radica en la generacion de entrelazamiento. Para finalizar, estudiamos la generacion de entrelazamiento al nivel mas fundamental: la fisica de particulas. Obtenemos que la interaccion de QED viene dictada por el maximo entrelazamiento en aquellos procesos a “tree-level”. Aplicamos la misma filosofia en procesos que involucren corrientes debiles neutras (tambien a “tree-level”) y con ello obtenemos que el angulo de Weinberg debe ser de pi/6 si imponemos que las particulas finales deben estar maximamente entrelazadas, valor muy cercano al experimental.
La computación cuántica tiene una base teórica de más de tres décadas que muestra aceleraciones polinómicas y exponenciales sobre los algoritmos clásicos. Los procesadores que se construyen hoy, sin embargo, son ruidosos, pequeños y de conectividad limitada, aún lejos de aprovechar esa ventaja en problemas de escala real. Este trabajo es un estudio experimental que mide qué tan profunda es esa brecha para cuatro algoritmos cuánticos fundamentales: Bernstein–Vazirani, Simon, Grover sobre instancias de k-SAT y la estimación cuántica de fase. Para cada algoritmo se construyó una contraparte clásica de referencia y se evaluaron, por cada tamaño de entrada, todas las combinaciones posibles de tres modelos de ruido (error de lectura, despolarizante y relajación térmica) con tres topologías de hardware (ideal, lineal de 20 qubits y heavy-hex de 127 qubits, esta última inspirada en el chip ibm_brisbane). El estudio se hizo enteramente en simulación porque permite controlar de forma independiente cada parámetro del ruido y de la conectividad, condición necesaria para hacer comparaciones limpias entre escenarios. Cada uno de los 39 escenarios resultantes por tamaño se repitió 25 veces y los resultados se reportan con intervalo de confianza al 95 % calculado con la t de Student. Toda la infraestructura (algoritmos, generador de instancias, modelos de ruido, scripts de análisis e interfaz gráfica para exploración interactiva) queda reproducible y abierta. Los hallazgos principales son tres. Primero, la ventaja teórica sobrevive en los algoritmos de poca profundidad como Bernstein–Vazirani, mientras que en Grover y en la estimación de fase el ruido deteriora rápidamente el speedup a medida que crece el número de iteraciones. Segundo, el tipo de ruido importa tanto como su nivel: el error de lectura es el menos agresivo porque no se acumula con la profundidad del circuito, mientras que el despolarizante es el más severo. Tercero, la topología influye de forma indirecta pero significativa porque condiciona la cantidad de compuertas SWAP que el compilador debe insertar y, por esa vía, aumenta la profundidad efectiva del circuito. El framework, los datos y los análisis quedan disponibles para quien quiera prototipar pruebas de algoritmos cuánticos en la era NISQ sin depender de tiempo en hardware real.
O objetivo do trabalho é estudar algoritmos quânticos de busca, usados em computadores quânticos. Até então, algoritmos de busca utilizados em computadores clássicos dependem da estrutura na qual os dados estão organizados para serem ou não eficientes. Para conjuntos de dados não estruturados, o único jeito é verificar cada elemento do conjunto procurando o elemento passado na entrada do algoritmo, e dependendo da quantidade de elementos nesse conjunto, pode-se levar muito tempo, mesmo para computadores muito rápidos. Portanto, algoritmos que realizem busca de maneira eficiente são um atrativo e tanto para cientistas da computação, que podem pensar em inúmeras aplicações dos mesmos e tornar vários softwares cada vez mais eficientes. Tendo isso em vista, a computação quântica traz artifícios inexistentes na computação clássica que podem acelerar esse processo, como, por exemplo, o paralelismo quântico. Basicamente, consiste na capacidade de sobrepor todos os dados do conjunto em um único registrador, ou a grosso modo, analisar todos ao mesmo tempo, apesar de não ser tão simples quanto isso. É baseado nisso que temos o Algoritmo de Grover, que utilizando o paralelismo quântico, e reflexões no conjunto de dados, através do uso de transformações unitárias feitas por portas quânticas, temos uma probabilidade alta de que quando medirmos este registrador quântico, termos como resultado o dado procurado.