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MFCA

Modelos físicos en computación avanzada

Curso optativo, 3 ECTS, 2º cuatrimestre

Profesores:
Antonio Blanco Ferro 1,5 ECTS 15 h  
Vicente Moret Bonillo 1,5 ECTS 15 h (responsable del curso)
Descripción:

Descriptores: física de la información, computación reversible, termodinámica de la computación, computación cuántica.

Descripción de las competencias: C1, C2, C3, C9

Bibliografía:
  • R.P.Feynman, Conferencias Sobre Computación, Crítica Editorial, 2003
  • C.H.Bennet, Logical Reversibility of Computation, IBM Journal of R & D, 17: 525, 1973
  • C.H.Bennet, Thermodynamics of Computation, Int. J. Theoret. Physics, 21:905, 1982
  • E.Rieffel, W.Polak, An Introduction to Quantum Computing for Non-Physicists, ACM Computing Surveys, 32:3, 2000
  • Hoi-Kwong Lo, S. Popescu, T. Spiller, Introduction to quantum computation and information. World Scientific 2000.
  • G. Berman, G. Doolen, R. Mainieri, V Tsifrinovich. Introduction to quantum computers. World Scientific 2003.
  • M. Nielsen, I. Chuang. Introduction to quantum computation and quantum information. Cambridge University Press. 2000.
Material:
Temario:

PARTE I: COMPUTACIÓN CLÁSICA (10 horas)

  1. Física de la Información (2 horas)
    • Generalidades
    • El demonio de Maxwell
    • Termodinámica de la medida
    • Energía y teorema de Shannon
    • Los límites del aprendizaje espontáneo
  2. Computación Reversible y Termodinámica de la Computación (2 horas)
    • Computadores reversibles
    • La computación copia
    • Aspectos termodinámicos de la computación
  3. Energía y Velocidad de la Computación (1 hora)
    • Niveles de energía
    • Accesibilidad de estados
  4. El Computador General Reversible (2 horas)
    • La computación reversible general
    • Computadores reversibles sin pérdida de entropía
  5. El Computador de la Bola de Billar (2 horas)
    • La computación básica en la colisión de dos bolas
    • Estructura lógica de la computación básica en la colisión
    • La puerta de Fredkin
  6. Conclusiones (1 hora)
PARTE II: COMPUTACIÓN CUÁNTICA (10 horas)
  1. Postulados Generales (3 horas)
    • Espacio de estados
    • La notación bra/ket de Dirac
    • Bits Cuánticos (qubits)
    • La paradoja EPR
  2. El Computador Cuántico (2 horas)
    • Transformación de Walsh-Hadamard y no clonación
    • Arrays y Paralelismo
    • Transformada Cuántica de Fourier
    • El algoritmo de Shor
  3. Problemas de Búsqueda (2 horas)
    • El algoritmo de Grover
    • Búsqueda heurística
  4. Corrección de Errores (2 horas)
    • Caracterización del error
    • Recuperación del estado cuántico
    • Ejemplos
  5. Conclusiones (1 hora)
Sistemas de evaluación

La evaluación se llevará a cabo mediante
 
-    Elaboración y exposición oral (actvidad formativa B) de resúmenes de artículos, incluyendo trabajo comparativo y evaluación crítica por parte del alumno. Alternativamente: redacción de informes técnicos (technical reports) que presenten resultados sobre problemas planteados por el responsable del curso.

-    Prueba escrita (actividad formativa E) como alternativa a la exposición oral B.

-    Uno o varios trabajos prácticos en laboratorio (actividad formativa D).

Planificación de actividades formativas, con la dedicación estimada en horas de trabajo del estudiante:
  Actividad formativa Horas
A. Clases magistrales 20
B. Exposición oral 25
E. Prueba objetiva (alternativa a B)
C. Tutorías 10
D. Trabajo práctico 20
TOTAL 3 ECTS x 25 h 75
Idioma(s) empleado(s) :

      Castellano.