Quantum Computation @ Buenos Aires (theory & experiment)

Juan Pablo PazDepartmento de Física, FCEyN, UBA & Instituto de Física de

Buenos Aires (UBA, CONICET)http://www.qufiba.df.uba.ar

Team

Quantum foundations

(origin of classical from

quantum)

Quantum

Computation,

Quantum Algorithms,

Quantum Simfulators

Quantum Information and

photonic implementations

(QKD)

Juan Pablo Paz Augusto Roncaglia Diego Winsiacki Miguel Larotonda

Transistor 1956

Intel 4004: 2500 transistores

WHAT IF WE USE A SINGLE ATOM TO STORE EACH

BIT

Quantum technology

Microelectronics: Moore´s law

Number of transistors per chip doubles every 18 months.

CAN WE CONTROL SINGLE ATOMS_

1989: W. Paul,

R. Dehmet

52 Ca atoms photographes

ION TRAMPS: USED TO BUILD BETTER CLOCKS AND QUANTUM COMPUTERS

Acordeon with 7 Ca ions

David DeutschRichard Feynman

Peter Shor

1981 1990 1994

COMO FUNCIONAN? • HARDWARE CUANTICO: bits cuánticos (qubits)

A) PREPARAR UN ESTADO INICIAL

B) PROGRAMA: SECUENCIA DE OPERACIONES FISICAS

C) SE REALIZA UNA MEDICION AL FINAL

CLAVE: LA COMPUTADORA CUANTICA EXPLORA MUCHOS

CALCULOS CLASICOS A LA VEZ (PARALELISMO CUANTICO)

COMPUTADORAS CUANTICAS?

PARA QUE SIRVEN?• HARIAN TODO LO QUE HACEN LAS COMPUTADORAS USUALES

• PODRIAN RESOLVER ALGUNOS PROBLEMAS “INTRATABLES”

• FACTORIZAR NUMEROS ENTEROS

• SIMULAR GRANDES SISTEMAS NATURALES

• HACER BUSQUEDAS EN GRANDES BASES DE DATOS

COMO SON?

(muy primitivas)

Lockhead Martin

Google

NASA

PERO EN REALIDAD

ESTO NO ES UNA

COMPUTADORA

CUANTICA

Science (2014)

EL PRINCIPAL OBSTACULO?

DECOHERENCIA

ALTA SENSIBILIDAD A LA

INTERACCION CON EL

ENTORNO

Esto puede resolverse (no es fácil pero se puede…)

Quantum error correcting codes

Fault tolerant quantum computation

(I) TOMOGRAFIA DE PROCESOS: TAREA CLAVE PARA LA

COMPUTACION CUANTICA

 

rin

 

rout = L rin( )

 

rout

ESTO ES ESENCIAL PARA COMBATIR EL EFECTO DEL AMBIENTE

(DECOHERENCIA)

DESARROLLAMOS UN NUEVO METODO PARA CARACTERIZAR EFICIENTEMENTE

LA EVOLUCION

IMPLEMENTAMOS ESTE METODO POR PRIMERA VEZ EN UNA COMPUTADORA

CUANTICA FOTONICA

PHOTONIC IMPLEMENTATION

PHASE ESTIMATION QUANTUM ALGORITHMNUEVO METODO PARA MEDIR EL TRABAJO

REALIZADO SOBRE SISTEMAS CUANTICOS¡

(II) NUEVOS ALGORITMOS CUANTICOS PARA ESTIMACION DE

MAGNITUDES TERMODINAMICAS (FREE ENERGY)

 

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QUFIBA

Strong interaction with Brazil (UFRJ in particular)

WE HOPE TO INCREASE IT!

Juan Pablo Paz Augusto Roncaglia Diego Winsiacki Miguel Larotonda