Curso virtual “Introducción a la Computación Cuántica”

(Jujuy),-La computación cuántica plantea dos grandes objetivos: Desde la física, el objetivo es utilizar las herramientas de las ciencias de la computación, para entender la física cuántica.

Desde las ciencias de la computación, el objetivo es utilizar las propiedades de la física cuántica para llevar a cabo el cómputo de ciertos problemas para los cuales dichas propiedades implican una aceleración exponencial frente a los mejores algoritmos clásicos conocidos.

Recientemente, empresas como IBM, Google o Microsoft, produjeron hitos históricos por los que ha habido mucha información sobre los avances de la computación cuántica: IBM lanzó en 2016 su servicio IBM Quantum Experience, el cual ha crecido año a año, por el cual permite acceder a su computadora cuántica IBM-Q.

La división de Inteligencia Artificial de Google creó el procesador cuántico Sycamore, con el cual en 2019 demostró la “supremacía cuántica”. Microsoft, lanzó este año su servicio cloud Azure Quantum. En este curso, vamos a dar una introducción a la computación cuántica, sus algoritmos más conocidos, y los avances actuales en el desarrollo de lenguajes de programación para dicho formalismo.

Objetivos:

• Tener nociones del origen y el desarrollo histórico de la computación cuántica.
• Manejar el formalismo matemático de la computación cuántica.
• Comprender algunos de los algoritmos cuánticos más conocidos.
• Conocer las bases de Qiskit, el lenguaje de programación de la IBM-Q basado en Python.

Dirigido a: Estudiantes de licenciatura e ingenierías en computación, matemáticas y física. Desarrolladores de software que quieran empezar a adentrarse a la programación cuántica. Cualquier otro profesional que desee comprender los fundamentos de la computación cuántica y su estado actual.

Requisitos: Se require haber cursado álgebra de primer año de alguna carrera de ciencias exactas o ingeniería. En particular, saber lo que son los espacios vectoriales y las matrices, así como operaciones entre matrices. Además, se requiere tener conocimientos básicos de programación. Por todo lo demás, el curso tratará de ser tan autocontenido como sea posible.

Modalidad: Las clases se desarrollarán en modo virtual, con encuentros sincrónicos a través del campus de SADIO y la metodología de trabajo combinará contenido teórico con resolución de ejercicios prácticos.

Días y horarios: Las clases sincrónicas serán los martes 6, 13, 20 y 27 de abril, de 17 a 20 horas.

Duración: 4 semanas, con una duración estimada de 30 horas en total.

El curso se desarrollará en 4 encuentros sincrónicos semanales de 3 horas cada uno, los días martes de 17 a 20hs, y 3 encuentros adicionales en horario a acordar para la corrección de los ejercicios de las prácticas, además de tiempo de dedicación individual para el desarrollo de las prácticas que se propondrán durante el curso.

Temario:

1. Introducción a la computación cuántica.
   – Introducción histórica.
   – Preliminares:
     * Espacios de Hilbert.
   * Productos tensoriales.
   * Notación Dirac.
   – Bits cuánticos y operadores.
   – Teorema de no clonado.
   – Estados de Bell.
    * Codificación superdensa.
    * Teleportación cuántica.
   – “Paralelismo” cuántico.
2. Algoritmos cuánticos y aplicación a criptografía.
   – Algoritmo de Deutsch.
   – Algoritmo de Deutsch-Jotza.
   – Algoritmo de búsqueda de Grover.
   – Aplicación criptográfica: QKD-BB84.
3. Introducción a la mecánica cuántica.
   –  Postulados de la mecánica cuántica.
   * Medición proyectiva.
   * Fase.
   – Operador densidad.
   * Estados mixtos.
   * Propiedades generales del operador densidad.
   * El operador densidad reducido.
4. “Computadoras” cuánticas (en un sentido amplio) y lenguajes de programación
   – Dispositivos cuánticos
      * Generadores de números aleatorios
    * Sistemas de distribución de claves cuánticas
   – Computadoras cuánticas
     * El caso D-Wave: Quantum annealing y las computadoras de D-Wave
   * Supremacía cuántica (o “ventaja cuántica”).
     * Computadoras de propósito general: Sycamore de Google e IBM-Q System One
   – Lenguajes de programación cuántica
    * Paradigmas: Imperativos vs funcionales & Control clásico vs control cuántico
     * Ejemplos de algunos lenguajes:
   > QCL: Quantum Computing Language.
   > Q#: el lenguaje de Microsoft (basado en C#)
   > Qiskit: El lenguaje de IBM (basado en Python)
   > Y más allá: Lenguajes con matrices densidad, Quipper, Cálculo lambda cuántico

Formulario de inscripción: https://tinyurl.com/6853msrx

Arancel (en pesos argentinos)

Inscripción temprana (hasta el 29 de Marzo de 2021): $6.000

Inscripción tardía (desde 30 de Marzo de 2021): $6.700

Descuento para socios de SADIO 50%

Medios de pago disponibles:

– Pago por Transferencias Bancarias (solo para residentes en Argentina) a:

SADIO (CUIT 30-64931218-0)

BBVA – Sucursal 330 Tribunales

Cta. Cte. Pesos: 502/7

CBU: 0170330420000000050276

– Pago con Tarjeta de crédito/débito (Visa, Master o Cabal). Solicitar el botón de pago correspondiente a informacion@sadio.org.ar

A la hora de inscribirte recordá tener en cuenta el horario de atención de SADIO: Lunes a Viernes de 12 a 18hs.

Antecedentes del docente:

El Dr. Alejandro Díaz-Caro es Licenciado en Ciencias de la Computación por la Universidad Nacional de Rosario, y Doctor en Ciencias de la Computación por la Universidad de Grenoble (Francia). Realizó sus estancias posdoctorales en la Universidad de Paris-Nord y el INRIA de Francia, y fue profesor en la Universidad de Paris-Ouest. En 2014 retornó a Argentina por medio del programa RAICES de repatriación de científicos, con un cargo de Profesor Adjunto en la Universidad Nacional de Quilmes. A principios de 2016 fue investigador invitado en la Universidad de Torino (Italia).  A mediados de 2016 ingresó a la Carrera de Investigador Científico de CONICET, donde actualmente tiene el cargo de Investigador Adjunto que desempeña en el Instituto de Ciencias de la Computación de la Universidad de Buenos Aires.

Su investigación se centra en los lenguajes de programación con control cuántico, así como sus modelos matemáticos y lógicos subyacentes. Ha publicado numerosos artículos en revistas y conferencias internacionales. Más información en su página web personal: https://staff.dc.uba.ar/adiazcaro