Algoritmo de Programação Genética para Otimização de Circuitos Quânticos

• Processo: 25/13172-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Ciência da Computação - Metodologia e Técnicas da Computação
• Pesquisador responsável: João Paulo Papa
• Beneficiário: Leandro Aparecido Passos Junior
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências (FC). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Bauru. Bauru , SP, Brasil
• Empresa: Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC)
• Vinculado ao auxílio: 23/14427-8 - Ciência de Dados para a Indústria Inteligente (CDII), AP.PCPE
• Assunto(s): Aprendizado computacional Computação quântica Programação genética
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aprendizado de Máquina | Aprendizado de Máquina Quântico | Circuitos quânticos | computação quântica | Otimização Meta-heurística | Programação Genética | Aprendizado de Máquina

Resumo

Os circuitos quânticos desempenham um papel essencial no processamento de informações quânticas, constituindo a base da computação quântica. Nesse modelo de computação, a manipulação de bits quânticos (qubits) ocorre por meio de portões quânticos, permitindo a execução de tarefas complexas. Em contraste com os circuitos clássicos, os circuitos quânticos possuem a notável capacidade de realizar diversas operações simultâneas devido à superposição e ao emaranhamento quântico. A construção de circuitos quânticos envolve a combinação de portões quânticos em uma ordem específica. Esses portões, que são os blocos de construção dos circuitos, executam operações lógicas nos qubits. Ao manipular bits quânticos por meio de uma sequência de portões quânticos, torna-se possível realizar operações lógicas e resolver problemas de forma mais eficiente em comparação com algoritmos clássicos. O projeto de circuitos quânticos começa com a decomposição da operação quântica desejada em uma sequência de portões quânticos. Esses portões são então organizados em uma ordem específica para realizar a operação lógica desejada. Esse processo exige uma consideração cuidadosa das propriedades dos portões, como unitariedade e fidelidade, garantindo a precisão na execução da operação desejada. Projetar circuitos quânticos é uma tarefa desafiadora que requer uma compreensão profunda da mecânica quântica. Além disso, é fundamental considerar conceitos como qubits, superposição, entrelaçamento quântico, portões quânticos comuns, decomposição de operações e métricas de desempenho, como erro quântico e correção de erros. A pesquisa contínua nesse campo visa superar obstáculos técnicos e realizar o potencial revolucionário da computação quântica. (AU)