Banca de DEFESA: THIAGO MELO DELGADO AZEVEDO

Uma banca de DEFESA de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: THIAGO MELO DELGADO AZEVEDO
DATA : 31/01/2024
HORA: 08:00
LOCAL: Centro de Informática - Auditório
TÍTULO:

Decomposição de operadores quânticos multicontrolados

PALAVRAS-CHAVES:

Operadores Quânticos Multi-Controlados; Operadores 
Quânticos Aproximados; Operadores SU(2); Decomposição de Operadores 
Quânticos; Circuitos Quânticos.

PÁGINAS: 57
RESUMO:

Apenas um conjunto de operações elementares, como operadores de um qubit e 
operadores CNOT, podem ser implementados diretamente em dispositivos 
quânticos. As demais operações precisam ser decompostas em termos dessas 
operações elementares. Esse é o caso de operadores quânticos U(2) 
multi-controlados, para os quais há diferentes estratégias para minimizar a 
profundidade dos circuitos e/ou o número de portas elementares das 
decomposições. Algumas estratégias podem exigir o uso de qubits auxiliares 
ou de aproximações. Os dispositivos quânticos atuais são limitados tanto 
pelo número de qubits quanto pelas operações ruidosas, o que restringe o 
número de operações que podem ser utilizados nesses dispositivos. Dessa 
forma, o uso de decomposições eficientes é crucial para a utilização 
prática da computação quântica. Este trabalho tem como objetivo propor 
novas decomposições para operadores U(2) multi-controlados, com o objetivo 
de minimizar o número de operações CNOTs no circuito sem utilizar qubits 
auxiliares. Para operadores SU(2) com a diagonal secundária real, o 
trabalho desenvolve uma decomposição com 16n-40 CNOTs, um número menor do 
que o do estado da arte. Tal decomposição pode ser modificada para decompor 
operadores SU(2) com diagonal principal real, com o mesmo número de CNOTs, 
ou operadores SU(2) arbitrários com no máximo 20n-42 CNOTs. O trabalho 
também introduz uma decomposição aproximada para operadores U(2) 
multi-controlados, com número de CNOTs proporcional a 32n, enquanto a 
melhor decomposição aproximada sem qubits auxiliares possui um número de 
CNOTs proporcional a 32np, em que p depende do erro introduzido no 
circuito. Os resultados desse trabalho podem ser utilizados em aplicações 
como a decomposições de operadores mais gerais, preparação de estados, 
memórias RAM quânticas e aprendizagem de máquina, resultando em circuitos 
quânticos mais eficientes e em menos ruído quando esses circuitos são 
executados em um dispositivo quântico.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 1866615 - ADENILTON JOSÉ DA SILVA
Externo à Instituição - ISRAEL FERRAZ DE ARAUJO - OUTRA
Externa à Instituição - NADJA KOLB BERNARDES - UFPE