Uma abordagem DQC1 generalizada para aprendizado de máquina e termodinâmica quântica em sistemas quânticos de ensemble

• Processo: 25/14546-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 28 de outubro de 2025
• Data de Término da vigência: 27 de outubro de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Geral
• Pesquisador responsável: Roberto Menezes Serra
• Beneficiário: Carlos Henrique da Silva Vieira
• Supervisor: Dawei Lu
• Instituição Sede: Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Southern University Of Science And Technology, China
• Vinculado à bolsa: 23/13362-0 - Aspectos não-clássicas e efeitos da coerência em Termodinâmica Quântica, BP.PD
• Assunto(s): Computação quântica Correlação quântica Informação quântica Termodinâmica quântica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: computação quântica | Correlações Quânticas | Dispositivos Térmicos Quânticos | Informação Quântica | Termodinamica quântica | Informação Quântica

Resumo

Este projeto visa investigar um sistema quântico baseado em uma plataforma de ressonância magnética nuclear (RMN) para abordar os principais desafios intrínsecos relacionados à modelagem teórica, implementação experimental e expansão de aplicações em tais arquiteturas baseadas em conjuntos. Propomos uma generalização do modelo de Computação Quântica Determinística com Um Qubit (DQC1), no qual o qubit de sonda pode ser apenas parcialmente polarizado. Essa modificação melhora significativamente a viabilidade experimental e ajuda a superar as limitações típicas dos sistemas de RMN, como polarização muito baixa e a ausência de medições projetivas. Partindo de condições de inicialização de estado térmico, pretendemos primeiro projetar e otimizar um modelo DQC1 generalizado e propor um esquema de incorporação quântica neural para abordar o desafio de estados iniciais de baixa polarização. Em seguida, desenvolveremos técnicas híbridas de otimização de pulso quântico-clássica e operador de pseudodensidade com protocolos de medição randomizados, permitindo controle de alta fidelidade e leitura de alta sensibilidade em condições de temperatura ambiente. Por fim, vamos nos concentrar em validações experimentais em tarefas específicas em Aprendizado de Máquina Quântica e prova de princípio em Termodinâmica Quântica. (AU)