Electiva Hipotética: Programación Cuántica

Siguiendo con la serie de electivas hipotéticas, continúo con un área que falta en nuestro departamento: la computación cuántica. Claro, los modelos físicos que intentan hacer realidad una computadora cuántica competen es a los físicos. Sin embargo, los algoritmos que han de ejecutarse sobre dichas máquinas hipotéticas y el razonamiento formal sobre los mismos compete a las ciencias de la computación.

¡Este tema me encanta!

El curso que propongo a continuación está inspirado en el curso "Quantum Mechanics and Quantum Computation" que fue ofrecido por Coursera en 2012. Seguramente le faltarán muchas cosas interesantes de las que podrían hablarse, por lo que cualquier comentario es siempre bienvenido. :)

Asignatura: Programación Cuántica 

Créditos: 4 

Objetivo Principal: Introducir al estudiante a conceptos básicos de la mecánica cuántica, circuitos cuánticos y su uso en la implantación de algoritmos eficientes sobre máquinas cuánticas hipotéticas. Así mismo el razonamiento formal sobre estos algoritmos y de las clases de complejidad a las que pertenecen. 

Contenido:

• Semana 1: Introducción al pensamiento cuántico. Axiomas de la mecánica cuántica.

• Semana 2: Bases matemáticas: Números Complejos. Notación BraKet. Eigenvectores. Matrices Hermitianas. Productos de tensores.

• Semana 3: Qubits. Entrelazamiento cuántico. Paradoja EPR. Experimento de Bell.

• Semana 4: Compuertas cuánticas. Transformaciones unitarias.

• Semana 5: Sistemas de N-qubits. Compuertas universales. Computación reversible.

• Semana 6: Repaso y 1er parcial.

• Semana 7: Algoritmo para muestreo de Fourier y Algoritmo de Simon.

• Semana 8: Algoritmo de Shor y Algoritmo de Grover.

• Semana 9: Clases de complejidad. BQP. Tesis de Church-Turing extendida.

• Semana 10: Exposiciones

• Semana 11: Exposiciones

• Semana 12: Repaso y 2do parcial

(Nota: Las exposiciones serán sobre investigación actual en programación cuántica. Por ejemplo, en nuevos algoritmos que resuelven eficientemente otros problemas o lenguajes de programación cuánticos de alto nivel, etc.) 

Evaluación:

• 4 Tareas - 5% cada una, para un total de 20%.

• 1er parcial - 30%.

• 2do parcial - 30%.

• Exposición - 20%.

Y esto concluye la segunda de la tanda de electivas hipotéticas. Me encantaría poder investigar en esta área, ya que es algo diferente y sumamente interesante. Ya he leído algunos artículos y tesis doctorales en mi tiempo libre (que no es mucho, jajaja), pero me encantaría seguir trabajándolo. :)