Créditos ECTS Créditos ECTS: 3
Horas ECTS Criterios/Memorias Trabajo del Alumno/a ECTS: 44 Horas de Tutorías: 1 Clase Expositiva: 20 Clase Interactiva: 10 Total: 75
Lenguas de uso Castellano, Gallego
Tipo: Materia Ordinaria Máster RD 1393/2007 - 822/2021
Departamentos: Física de Partículas
Áreas: Física Teórica
Centro Facultad de Física
Convocatoria: Segundo semestre
Docencia: Con docencia
Matrícula: Matriculable | 1ro curso (Si)
Ofrecer al alumnado una panorámica general de la teoría cuántica de la información. El alumnado debe ser capaz de:
-Conocer el formalismo matemático que subyace a la mecánica cuántica
-Comprender las cuestiones formales que se abordan en la teoría clásica de la información.
-Comprender el funcionamiento de circuitos cuánticos elementales y ser capaces de ejecutar algunos casos sencillos en un simulador o en un ordenador cuántico.
- Entender los conceptos básicos que se usan en teoría de la comunicación.
- Conocer protocolos de compresión y encriptación cuántica seguros.
-Comprender y modelizar las limitaciones físicas inherentes a una implementación genérica (decoherencia, corrección cuántica de errores, etc.).
-Conocer el estado de las tecnologías que compiten por implementar la computación (IBM, Dwave, Microsoft,…) y las comunicaciones cuánticas.
Escenarios 2 y/el 3: sin cambios.
1 Formalismo de la Mecánica Cuántica
Axiomas, Estados y operadores. Estados puro y mezcla. Mediciones. Operador densidad. Fidelidad. Producto tensorial y estados multipartitos. Entrelazamiento y descomposición de Schmidt. Traza parcial y purificación.
2-Qubits
Esfera de Bloch. Manipulación de qubits. Correlaciones, desigualdad de Bell y desigualdad GHZ.
3-Computación cuántica
Reversibilidad. Puertas elementales. Paralelismo cuántico. Algoritmos de Deutsh y de Grover. Transformada de Fourier cuántica. Período de una función. Estimación de fase. Algoritmo de Shor. Principios de computación adiabática. Programas clásicos de simulación.
4-Comunicación cuántica
Teorema de no clonación. Aplicaciones simples: codificación densa, teleportación. Comunicación secreta: claves privadas y públicas.
5-Información cuántica
Entropías de Shannon y de Von Neumann. Entropías combinadas. Compresión de datos. Sistemas cuánticos abiertos. Canales ruidosos. Decoherencia. Corrección cuántica de errores.
Escenarios 2 y/el 3: sin cambios.
-M. Nielsen, I. Chuang, Quantum Computation and Quantum information, Cambridge
University Press, 2000.
-M. Le Bellac, A short introduction to quantum information and quantum computation,
Cambridge University Press, 2006.
-M. Nakahara, T. Ohmi, Quantum Computing, CRC Press, 2008.
-G. Benenti, G. Casati, G. Strini, Principles of quantum computation and information, World
Scientific 2004.
Escenarios 2 y/el 3: sin cambios.
En esta asignatura el alumno adquirirá y practicará una serie de competencias básicas, deseables.
en cualquier grado básico, y competencias específicas en el ámbito de la teoría cuántica de la información. Entre las competencias específicas destaca destacar:
- Realizar cálculos simples de circuitos de lógica cuántica.
- Comprender el lugar de la computación cuántica en el campo actual de las tecnologías de la información.
- Programe algoritmos cuánticos simples en un simulador de Python clásico.
- Ser capaz de enviar procesos a la Experiencia Cuántica de IBM.
- Comprender el concepto de simulación cuántica, y el de computación cuántica adiabática.
Escenarios 2 y/el 3: sin cambios.
Las horas de clase se impartirán de acuerdo con el calendario oficial del Máster, que se impartirá.
Explicarán, utilizando todos los medios audiovisuales de los que pueden estar disponibles, el
Contenidos de la asignatura, introduciendo ejercicios y problemas ilustrativos de dichos contenidos.
Se proporcionará a los estudiantes proporcionando un material que cubra tanto el
Desarrollo de los contenidos teóricos como enunciados de ejercicios y problemas. Van a existir
Pruebas de autoevaluación con las que el alumno puede supervisar el desarrollo de sí mismo.
aprendiendo Al mismo tiempo, las correspondientes horas de tutoría estarán disponibles.
Se utilizará el Campus Virtual de la USC.
Escenarios 2 y/el 3: ver plan de contingencia en el apartado Obsevacións
La evaluación de la asignatura consistirá básicamente en la evaluación continua en
Cuenta los siguientes aspectos:
Asistencia a clases y realización de ejercicios 60%.
Presentación de trabajos o proyectos específicos. 40%
Escenarios 2 y/el 3: ver plan de contingencia en el apartado Obsevacións
La materia consta de 3 ECTS, lo que significa que el número total de horas de trabajo del estudiante, incluidas las actividades de evaluación, es de 75 horas, estructurado en:
- 20 horas de clase expositiva.
- 10 horas de clase interactiva.
- 1 hora de tutoría.
- 44 horas de trabajo personal del alumno.
Escenarios 2 y/el 3: ver plan de contingencia en el apartado Obsevacións
No se requieren conocimientos previos más allá de los adquiridos durante el grado en Física.
Plan de Contingencia ante un posible cambio de escenario:
1) Objetivos sin cambio
2) Contenidos: sin cambio
3) Material bibliográfico: sin cambio
4) Competencias: sin cambio
5) Metodología:
Escenarios 2 yo/3: La docencia presencial se sustituirá por videoconferencia remota. El material de estudio estará disponible con periodicidad en el aula Virtual y contendrá notas de clase, ejercicios y cuestiones para afianzar la comprensión del contenido. Se incentivará la participación en los foros de discusión para aclarar y extender cuestiones y dudas que sean expuestas por los alumnos. Así, los ejercicios propuestos tendrán un hilo de foro cada uno para guiar su realización por parte de los alumnos. Pasado un tiempo prudencial se publicarán las soluciones.
6) Evaluación
Escenarios 2 y/o 3:
La evaluación de la materia contendrá una combinación de:
- Boletines de problemas y pequeños trabajos de clase: 40%
- Trabajo final de la materia y exposición del incluso: 40%
- Cuestionarios en líña de mútiple elección.20%
7) Tiempo de estudio y trabajo personal:
Sin cambio
8) Recomendaciones para el estudio de la materia:
Sin cambio
Javier Mas Sole
Coordinador/a- Departamento
- Física de Partículas
- Área
- Física Teórica
- Teléfono
- 881813985
- Correo electrónico
- javier.mas [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Titular de Universidad
| Lunes | |||
|---|---|---|---|
| 10:00-11:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Sala de Juntas - Bloque II |
| Martes | |||
| 10:00-11:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Sala de Juntas - Bloque II |
| Miércoles | |||
| 10:00-11:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Sala de Juntas - Bloque II |
| Jueves | |||
| 10:00-11:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Sala de Juntas - Bloque II |
| Viernes | |||
| 10:00-11:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Sala de Juntas - Bloque II |
| 31.05.2021 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 2 |
| 06.07.2021 18:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 2 |