Otimização, tecnologia quântica e circuitos com memória

• Processo: 24/09298-7
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2024
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2027
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física
• Pesquisador responsável: Leonardo Kleber Castelano
• Beneficiário: Leonardo Kleber Castelano
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: São Carlos
• Bolsa(s) vinculada(s): 25/08539-3 - Optimização, tecnologias quânticas e cicuitos com memória, BP.PD
• Assunto(s): Redes neurais Computação quântica Mecânica quântica Memristor Sistemas quânticos abertos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Circuitos com memória | computação quântica | Controle quântico ótimo | Memristor | Redes neurais | sistemas quânticos abertos | Física quântica

Resumo

Este projeto de pesquisa aborda desafios críticos no desenvolvimento de sistemas de computação quântica escaláveis e de tecnologias de memória avançadas. O foco principal é mitigar os efeitos da decoerência e de crosstalk, que são obstáculos para a realização prática da computação quântica tolerante a falhas. O projeto emprega teoria de controle quântico ótimo, incluindo métodos avançados como o método de Krotov e otimização usando redes neurais, para aumentar a fidelidade das portas quânticas. Além disso, redes neurais, que satisfazem equações diferenciais que descrevem a física do problema, serão utilizadas para detectar crosstalk durante a execução das portas quânticas.O projeto também explora o potencial dos sistemas de memristores, que combinam funcionalidades de memória e resistor, para revolucionar o armazenamento de memória e da computação neuromórfica. Ao analisar sistemas que acoplam memristores com elementos de circuito passivo, a pesquisa visa otimizar pulsos externos para obter certas configurações desejadas. Esforços colaborativos com a Universidade de Wuerzburg facilitam uma abordagem abrangente, combinando resultados experimentais com análise teórica para avançar na compreensão dos comportamentos memristivos. Por fim, será realizada a investigação da viabilidade de memristores quânticos e suas possíveis aplicações.Através dessas investigações, o projeto busca contribuir significativamente para os campos da computação quântica e das tecnologias de memória, visando desenvolver sistemas de processamento de informação quântica mais resilientes e eficientes e dispositivos de memória versáteis e de alto desempenho. (AU)