Tecnologias Quânticas

Conhecimentos de Base Recomendados

Mecânica Quântica e Óptica.

Métodos de Ensino

Alguns dos tópicos serão abordados de forma expositiva, outros serão propostos ao estudante para desenvolvimento autónomo, após uma breve introdução nas aulas. Alguns problemas para casa incluirão a utilização do computador quântico da IBM. Os alunos deverão consultar bibliografia especializada sobre alguns dos tópicos cobertos pelo programa e apresentar oralmente um artigo à sua escolha.

Resultados de Aprendizagem

Princípios físicos de sistemas usados em informação quântica, nomeadamente os que são baseados em magnetismo, supercondutividade e óptica quântica. Descrição de alguns dispositivos tecnológicos de base quântica. Modelação e resolução de problemas envolvendo a utilização do computador quântico da IBM.  Capacidade para procurar bibliografia e explicar um artigo recente. Estar familiarizado com as fronteiras de investigação em tecnologias quânticas.

Estágio(s)

Não

Programa

1. Informação quântica e conceito de qubit.

2. Magnetismo e sua explicação quântica. Qubits de spin e aplicações tecnológicas.

3. Supercondutividade e sua explicação quântica. Efeito Josephson. Interferência quântica e SQUIDS. Qubits de supercondutores e a sua utilização em computadores quânticos.

4. Ótica quântica para transmissão de informação quântica e encriptação quântica. Protocolos de distribuição quântica de chaves, verificação de identidade e correcção de erros em comunicações quânticas.

5. Qubits e portas lógicas quânticas. Implementação de operações sobre qubits. Perda de coerência. Estados entrelaçados e teletransporte. Circuitos quânticos e sua implementação num computador quântico.

Docente(s) responsável(eis)

Maria Helena Almeida Vieira Alberto

Métodos de Avaliação

Avaliação
Resolução de problemas: 20.0%
Trabalho de síntese: 20.0%
Exame: 60.0%

Bibliografia

Quantum Optics: an introduction, M. Fox, Oxford University Press (2002).

Magnetism in Condensed Matter, Stephen Blundell, Oxford Master Series in Condensed Matter Physics (2006).

Superconductivity: fundamentals and applications. W. Buckel. R. Kleiner. Wiley-VCH (2004).

Quantum Computation and Quantum Information, Nielsen and Chuang, Cambridge University Press (2010).

Notas letivas de Tecnologias Quânticas, Helena Vieira Alberto (2018).

Quantum simulation, REVIEWS OF MODERN PHYSICS, VOLUME 86, JANUARY–MARCH (2014).

Quantum information processing with superconducting circuits: a review, G Wendin, Rep. Prog. Phys. 80, 106001 (2017).

Advances in Quantum Cryptography, Pirandola et al., arXiv:1906.01645, (2019).