Física da Informação Quântica

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Manuel Fernando Ferreira da Silva
Código:
17551
Ano:
1
Semestre:
S1
Créditos ECTS:
6
Carga Horária:
TP(60H)
Área Científica:
Física
Objectivos de Aprendizagem:
Familiarizar os alunos com tópicos avançados de Mecânica Quântica. Introduzir as ideias e técnicas principais dos campos da
Computação Quântica e da Informação Quântica.
Conteúdos programáticos:
1 Entropia de Shannon. Probabilidade, probabilidade conjunta, probabilidade marginal, probabilidade condicional. Entropia de Shannon.
Bits. Informação mútua. 2 Mecânica Quântica. Estados quânticos e operadores. Evolução de estados quânticos. Operações de medida,
colapso da função de onda. Entrelaçamento, paradoxo EPR, desigualdades de Bell. 3 Computação Quântica. Qubit. Esfera de Bloch.
Portas quânticas, operações quânticas, algoritmos quânticos. Teoremas "no-go", "no-cloning", "no-broadcasting". Teletransporte. 4
Informação quântica. Estados puros e estados mistos. Operador densidade, distância e fidelidade. Entropia de von Neumann vs. entropia
de Shannon. 5 Plataformas físicas para a computação quântica. Condições necessárias. Osciladores harmónicos. Qubits óticos. Cavidade
QED. Ressonância magnética nuclear. Outras possibilidades.
Metodologias de Ensino e Critérios de Avaliação:
Nas aulas teórico-práticas serão fornecidos os conceitos físicos básicos e esses conceitos serão aplicados na resolução de problemas.
Com base nos conteúdos destas aulas o estudante terá de fazer, semanalmente, um trabalho de casa que será avaliado.
Bibliografia principal:
1 M.A. Nielsen and I.L. Chuang, “Quantum Computation and Quantum Information”, Cambridge University Press (2010).
2 V. Vedral, Introduction to Quantum Information Science”, Oxford University Press (2007).
3 G. Benenti, G. Casati, D. Rossini and G. Strini, “Principles of Quantum Computation and Information: A Comprehensive Textbook”, World
Scientific (2019).
Língua:
Português