Conferência "Compreendendo a Computação Quântica"

Na terça-feira , 10 de outubro, das 12h30 às 14h30, na Sala Larrañeta da Escola Técnica Superior de Engenharia da Universidade de Sevilha, o Prof. Abbas Omar, professor emérito da Otto von Guericke Universität Magdeburg (Alemanha) proferirá a seguinte conferência organizada no âmbito do programa doutoral em Engenharia Automática, Eletrónica e Telecomunicações: "Understanding Quantum Computing".

Resumo: Os computadores clássicos baseiam-se na codificação binária de dados digitais. Os códigos binários são processados ​​aplicando álgebra booleana usando circuitos elétricos digitais conhecidos como portas lógicas. Estas últimas são configurações simples de transistores e outros elementos de circuito (resistores, capacitores, etc.). O funcionamento das portas lógicas é regido pela Teoria dos Circuitos, que é uma forma simplificada da Eletromagnética Clássica. Na década de sessenta do século passado foi feita uma observação que hoje é conhecida como “Lei dos Mouros”. Prevê uma duplicação do número de componentes (principalmente transístores) num circuito integrado a cada dois anos. Com base nisso, o tamanho do transistor em escala molecular foi previsto (os transistores do estado da arte podem ser tão pequenos quanto poucos átomos), o que deve levar a invalidar a Teoria dos Circuitos como uma ferramenta matemática para descrever o desempenho das portas lógicas. . Isto motivou vários cientistas, no início dos anos 80 do século passado, a pensar em substituir estes blocos de construção de computadores clássicos pelas chamadas Portas Quânticas. O funcionamento deste último é totalmente regido pelas leis da Mecânica Quântica. Os computadores cujos blocos de construção são portas quânticas são chamados de computadores quânticos. Como as leis clássicas (da mecânica ou da eletromagnetismo) são um caso limite das leis quânticas mais abrangentes, tornou-se evidente que os computadores quânticos podem implementar algoritmos que não estão disponíveis em suas contrapartes clássicas. Isto encorajou os cientistas a desenvolver tais algoritmos e instalações de pesquisa e desenvolvimento para encontrar e construir realizações de hardware correspondentes. Exemplos proeminentes são o hardware desenvolvido pela IBM e Google. A maioria das abordagens utilizadas para explicar a computação quântica baseia-se nos conceitos altamente acadêmicos da Mecânica Quântica. As terminologias utilizadas não são facilmente compreensíveis pela maioria do público interessado, que apenas possui conhecimentos gerais sobre o assunto. Em alguns casos, ganha-se a percepção exagerada de que esta “coisa mágica” é capaz de resolver todos os problemas de base computacional com muito mais eficiência e rapidez do que o computador clássico. Nesta palestra, apenas ferramentas e terminologias matemáticas de pós-graduação são usadas para explicar os conceitos subjacentes à computação quântica e as funções do hardware correspondente – O Computador Quântico. As principais diferenças entre a mecânica clássica e a mecânica quântica serão revisadas de forma concisa. Variáveis ​​​​dinâmicas quânticas como posição e momento em sistemas mecânicos, bem como tensão e corrente em circuitos elétricos se comportam como sinais aleatórios em vez de sinais determinísticos, cujos atributos podem ser usados ​​para transportar informações. Também será demonstrado que esses sinais aleatórios podem ser armazenados e processados ​​no que é chamado de Qubits. Estes últimos são a contrapartida quântica dos Bits clássicos. A realização de hardware de qubits na forma de circuitos supercondutores – os Transmons – será explicada. Outras realizações de qubits, como íons aprisionados e pontos quânticos, não serão consideradas. Devido à impossibilidade de isolar totalmente os sistemas dinâmicos de seu entorno, o ruído térmico e as variáveis ​​​​dinâmicas quânticas, ambos sinais aleatórios, interagem entre si. Ao contrário dos sinais determinísticos, o ruído Universidade de Sevilha Departamento de Teoria dos Sinais e Comunicações Escola Técnica Superior de Engenharia Caminho de los descobrimentos s/n 41092 Sevilha ESPANHA Tel: +34 954 487 334 e-mail: mjmadero@us.es departamento .us A corrupção .es/dtsc tem uma forma diferente neste caso. Isso deteriora um atributo estatístico essencial da interação de variáveis ​​dinâmicas quânticas, que é conhecido como Coerência. Esta última é uma espécie de “memória”, que permite que diferentes variáveis ​​dinâmicas quânticas se “lembrem” umas das outras. O uso de sistemas quânticos para codificação e processamento de informações requer, portanto, o resfriamento dos sistemas até uma temperatura muito próxima do zero absoluto (0°K), a fim de reduzir o impacto do ruído na coerência. Erros de codificação e processamento devido a coerências deterioradas também podem exigir técnicas de correção de erros semelhantes às conhecidas na codificação de canais. Breve currículo do palestrante ( https://www.hf.ovgu.de/Team/Emeriti/Abbas+Omar.html ): Abbas Omar recebeu o B.Sc., M.Sc. e Doktor-Ing. diplomas em engenharia elétrica em 1978, 1982 e 1986, respectivamente. Ele é professor de engenharia elétrica desde 1990 e diretor da Cátedra de Microondas e Engenharia de Comunicação da Universidade de Magdeburg, Alemanha, de 1998 até sua aposentadoria em 2020. Ingressou no Petroleum Institute em Abu Dhabi como Professor Distinto em 2012 e 2013. como organizador das atividades de pesquisa para a Indústria de Petróleo e Gás nesta área. Em 2014 e 2015 presidiu o Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação da Universidade de Akron, Ohio, EUA. O Dr. Omar é autor e coautor de mais de 480 artigos técnicos que abrangem um amplo espectro de áreas de pesquisa. Seus atuais campos de pesquisa e ensino cobrem as áreas de aspectos de saúde de radiações de ondas milimétricas, computação quântica, phased arrays e formação de feixe para MIMO massivo e imagens de ressonância magnética. Ele também abordou no passado outras disciplinas, incluindo imagens acústicas e de micro-ondas, caracterização de materiais de ondas milimétricas e de micro-ondas, posicionamento interno, tomografia de subsuperfície e radar de penetração no solo e modelagem teórica de campo de sistemas e componentes de micro-ondas. Dr. Omar é membro do IEEE.