Construcción de puertas lógicas para el desarrollo de la computación cuántica mediante la teoría de control óptimo

García Carrizo, Adrián
Castro Barrigón, Alberto (dir.)

Universidad de Zaragoza, CIEN, 2019
Física Teórica department, Física Teórica area

Graduado en Física

Abstract: Hemos estudiado, computacionalmente, el diseño de puertas lógicas en circuitos de información cuántica, en concreto, puertas para sistemas de uno y dos qbits. En este documento comenzamos con una breve introducción a la computación cuántica, que nos permitirá entender el funcionamiento de las puertas lógicas cuánticas. Esencialmente, un sistema de $N$ qbits se modela mediante un sistema cuántico de 2^N niveles; una puerta cuántica es una operación unitaria sobre este sistema. Esta operación se corresponde con la acción de una perturbación diseñada adecuadamente para que el operador evolución resultante coincida con la operación buscada. Tras definir la perturbación mediante una forma funcional dependiente de unos parámetros, hemos utilizado la teoría de control óptimo para buscar los parámetros que optimizan la forma del operador evolución. Finalmente, hemos estudiado cómo las formas funcionales elegidas, o el uso de unos u otros algoritmos de optimización afecta a la calidad de la puerta lógica obtenida, o al coste computacional.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado