Tecnologías Específicas

Computación

Descripcion y Objetivos

Este Trabajo de Fin de Grado se centra en el análisis y la implementación de métricas de expresividad y entrelazamiento en circuitos cuánticos paramétricos usando el entorno de programación Qiskit. La expresividad, que mide la capacidad de un circuito para explorar el espacio de estados cuánticos, y la capacidad de entrelazamiento, que indica el potencial de generar estados entrelazados, son fundamentales para optimizar algoritmos híbridos cuántico-clásicos (HQC, por sus siglas en inglés) en dispositivos cuánticos de escala intermedia y sin corrección de errores (NISQ).

Los objetivos de este trabajo son:

• Iimplementar estas métricas en circuitos cuánticos de diversas configuraciones en Qiskit.
• De manera opcional, analizar su desempeño y proponer configuraciones de circuitos que maximicen la expresividad y entrelazamiento, contribuyendo así a un diseño más efectivo de algoritmos HQC para futuras aplicaciones en computación cuántica.

 

Metodología y Competencias

Metodología:

1. Estudio de los principios básicos de Computación Cuántica.
2. Estudio de la medida de Haar.
3. Estudio de las métricas de expresividad y entrelazamiento propuestas en el artículo [3].
4. Estudio de la estructura de los circuitos paramétricos en Qiskit.
5. Implementación de las métricas en los circuitos paramétricos de Qiskit.

Con este TFG el alumno adquirirá las siguientes competencias de la tecnología especifica de Computación:

• [CM1] Capacidad para tener un conocimiento profundo de los principios fundamentales y modelos de la computación y saberlos aplicar para interpretar, seleccionar, valorar, modelar, y crear nuevos conceptos, teorías, usos y desarrollos tecnológicos relacionados con la informática.
• [CM3] Capacidad para evaluar la complejidad computacional de un problema, conocer estrategias algorítmicas que puedan conducir a su resolución y recomendar, desarrollar e implementar aquella que garantice el mejor rendimiento de acuerdo con los requisitos establecidos.

 

Medios a utilizar

Se necesitará un ordenador con acceso a internet para poder acceder a las fuentes de información.

El ordenador deberá tener una capacidad suficiente que permita ejecutar el toolkit el framework Qiskit.

Todos los medios necesarios se encuentran disponibles en el grupo de investigación de los directores.

 

Bibliografía

• Nielsen, Michael A. and Chuang, Isaac L.
  • Quantum Computation and Quantum Information, 2000. Cambridge University Press
• Qiskit contributors
  • Qiskit: An Open-source Framework for Quantum Computing, 2023. DOI: 10.5281/zenodo.2573505
• Sim, Sukin; Johnson, Peter D.; Aspuru-Guzik, Alán (2019).
  • “Expressibility and Entangling Capability of Parameterized Quantum Circuits for Hybrid Quantum‐Classical Algorithms.” DOI: 10.1002/qute.201900070.