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Tipo do documento: Dissertação
Título: Projeto evolutivo de circuitos combinacionais quânticos
Autor: Miranda Filho, Fernando Tenório de 
Primeiro orientador: Oliveira, Pedro Paulo Balbi de
Primeiro membro da banca: Ruivo, Eurico Luiz Prospero
Segundo membro da banca: Costa, Pedro Contino da Silva
Resumo: Enquanto os avanços em hardware quântico ocorrem em passos modestos, simuladores rodando em computadores clássicos permitem um avanço um pouco mais rápido na construção de algoritmos quânticos. Dada uma matriz unitária que efetue determinada operação, obter o circuito quântico equivalente de uma tarefa não trivial que pode ser modelada como um problema de busca. Uma abordagem genérica que torne possível a síntese automática destes circuitos permitiria não são o estudo e desenvolvimento de novos algoritmos, mas também avaliar o custo-benefício relacionado ao tamanho e complexidade do circuito. Um problema comum encontrado em trabalhos anteriores de o uso de portas quânticas controladas de unitárias gerais, em razão da dificuldade de implementação física de tais portas. Neste trabalho apenas portas controladas do tipo CNOT são utilizadas, resultando em circuitos mais próximos da realidade física. Um algoritmo evolutivo de proposto para decompor uma matriz unitária em uma sequência equivalente de portas quânticas. O método de testado para encontrar decomposições das unitárias de Toffoli, da transformada quântica de Fourier de dois qubits e da moeda para o caminhante quântico. Os resultados mostram que o algoritmo é efi ciente em encontrar as soluções, e que o problema da convergência prematura de evitado ao se utilizar populações que evoluem em paralelo
Abstract: While advances in quantum hardware occur in modest steps, simulators running on classical computers allow a slightly faster advance in the construction of quantum algorithms. Given a unitary matrix that performs a given operation, obtaining the equivalent quantum circuit is a non-trivial task that can be modeled as a search problem. A generic approach that makes possible the automatic synthesis of these circuits would allow not only the study and development of new algorithms, but also to evaluate the cost-bene t related to the size and complexity of the circuit. A common problem found in previous works is the use of quantum controlled gates from general unitaries, due to the diculty of physically implementing such gates. In this work, only CNOT controlled gates are used, resulting in circuits closer to physical reality. An evolutionary algorithm is proposed to decompose a unitary matrix into an equivalent sequence of quantum gates. The method is tested to nd decompositions of the Toffoli unitary, the two qubits quantum Fourier transform and the coin for the quantum walker. The results show that the algorithm is eficient in nding the solutions, and that the problem of premature convergence is avoided when populations are evolved in parallel
Palavras-chave: computação quântica
circuitos quânticos
matriz unitária
algoritmos evolutivos
Área(s) do CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::MATEMATICA DA COMPUTACAO::MODELOS ANALITICOS E DE SIMULACAO
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::METODOLOGIA E TECNICAS DA COMPUTACAO::LINGUAGENS DE PROGRAMACAO
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::METODOLOGIA E TECNICAS DA COMPUTACAO::ENGENHARIA DE SOFTWARE
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Presbiteriana Mackenzie
Sigla da instituição: UPM
Departamento: Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Programa: Engenharia Elétrica
Agencia(s) de fomento: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
Instituto Presbiteriano Mackenzie
Citação: MIRANDA FILHO, Fernando Tenório de. Projeto evolutivo de circuitos combinacionais quânticos. 2020. 37 f. Dissertação (Engenharia Elétrica) - Universidade Presbiteriana Mackenzie, São Paulo, 2020.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: http://tede.mackenzie.br/jspui/handle/tede/4398
Data de defesa: 4-Fev-2020
Aparece nas coleções:Mestrado - Engenharia Elétrica e Computação

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