Créditos ECTS Créditos ECTS: 3
Horas ECTS Criterios/Memorias Horas de Tutorías: 3 Clase Expositiva: 10 Clase Interactiva: 15 Total: 28
Lenguas de uso Castellano, Gallego, Inglés
Tipo: Materia Ordinaria Máster RD 1393/2007 - 822/2021
Departamentos: Electrónica y Computación, Departamento externo vinculado a las titulaciones
Áreas: Arquitectura y Tecnología de Ordenadores, Área externa M.U en Ciencia e Tecnoloxía de Información Cuántica
Centro Facultad de Física
Convocatoria: Primer semestre
Docencia: Con docencia
Matrícula: Matriculable | 1ro curso (Si)
El propósito de los computadores cuánticos es aprovechar las propiedades cuánticas de los qubits y poder ejecutar algoritmos cuánticos que utilizan la superposición y el entrelazamiento para ofrecer una capacidad de procesamiento mucho mayor que los algoritmos clásicos. Es importante indicar que el verdadero cambio de paradigma no consiste en hacer lo mismo que hacen las computadoras digitales o clásicas, sino que los algoritmos cuánticos permiten realizar ciertas operaciones de una manera totalmente diferente que en muchos casos resulta ser más eficiente, es decir, en mucho menos tiempo o utilizando muchos menos recursos computacionales. Esta asignatura presenta una serie de algoritmos cuánticos que proporcionan ventajas computacionales sobre los mejores algoritmos clásicos equivalentes. Aunque alguno de estos algoritmos no tienen una aplicación práctica directa o su implementación es inviable en los computadores cuánticos actuales, son un claro ejemplo de las posibilidades que la computación cuántica ofrece para tratar problemas irresolubles clasicamente.
Este curso está diseñado para que los estudiantes aprendan en el laboratorio aspectos relevantes de la programación cuántica de algoritmos vistos anteriormente.
Como resultado del aprendizaje el alumnado que curse esta materia podrá:
CON_03: Conocer las bases físicas que permiten codificar y procesar información. Comprensión de las nuevas reglas que impone la Mecánica Cuántica para su procesado.
CON_04: Tener conocimientos de computación cuántica, algoritmia, circuitos, su programación en diferentes lenguajes y plataformas accesibles.
Parte 1 Algoritmos cuánticos fundamentales
1. Transformada Cuántica de Fourier (QFT)
2. Algoritmo Cuántico de Estimación de Fase (QPE)
3. Algoritmo de factorización de Shor
4. Resolución cuántica de sistemas de ecuaciones (HHL)
Parte 2 Algoritmos para optimización cuántica
1. Problemas de optimización binaria cuadrática sin restricciones (QUBO) y modelo Ising
2. Computación cuántica adiabática y Quantum annealing
3. Circuitos paramétrizados y algoritmos variacionales
4. Algoritmo cuántico de optimización aproximada (QAOA)
5. Búsqueda adaptativa de Grover (GAS)
6. Algoritmo Cuántico Variacional para el Cálculo de Autovalores (VQE)
Básica:
- Notas de Clase
- Varios autores, Qiskit textbook: Quantum protocols and quantum algorithms, Disponible online en: https://qiskit.org/learn/course/quantum-protocols-and-quantum-algorithm…
- E.F. Combarro & S. González-Castillo, "A practical guide to Quantum Machine Learning and Quantum Optimization", Packt Publishing, 2023
Complementaria:
- Thomas G. Wong. Introduction to Classical and Quantum Computing, capítulo 7, Rooted Grove, 2022
- Noson S. Yanofsky y Mirco A. Mannucci. Quantum computing for computer scientists, capítulo 6, Cambridge University Press, 2008.
- M.A. Nielsen and I.L. Chuang: Quantum Computation and Quantum Information, capítulos 4-6, Cambridge, 2010.
El alumnado que curse esta materia adquirirá las habilidades y destrezas de pensamiento crítico y creativo, de comunicación y de trabajo colaborativo que se señalan en la memoria de verificación del título (HD0, HD1, HD2, HD3).
Además de las competencias básicas (CB1-CB5), generales (CG1-CG4) y transversales (CT1-CT8) que se especifican en la memoria de verificación del título, el alumnado adquirirá las siguientes competencias específicas de esta asignatura
Competencias Específicas:
CE_7: Adquirir y saber aplicar los principios básicos de la computación cuántica: analizar, comprender e implementar algoritmos cuánticos, dominando los lenguajes informáticos apropiados así como comprender el paradigma de circuito cuántico.
Las clases serán presenciales y se retrasmitirán de forma síncrona a los demás campus
- Clases expositivas: en ellas se explicarán los contenidos programados y se responderán las dudas que surjan.
- Clases prácticas: se propondrán ejercicios y problemas que los estudiantes deberán resolver en el laboratorio y en su tiempo de trabajo propio. Se dará protagonismo al alumnado para que presente sus resultados. Puesta en común de dudas.
- Prácticas de laboratorio: sesiones prácticas en aulas de informática dedicados resolución de los problemas propuestos.
- Trabajo autónomo: en este tiempo se llevará a cabo el estudio de la materia y la resolución de tareas propuestas.
Habrá una plataforma virtual donde se hará accesible material formativo e informativo esencial y suplementario.
La evaluación de la materia será una combinación de diferentes aspectos. La ponderación será fijada y anunciada cada curso dentro de los márgenes aprobados en la memoria de verificación.
Oportunidad ordinaria:
1 - Exámenes y/o tests parciales y/o finales.
Ponderación: 40%
2- Evaluación continua: asistencia y participación a las clases expositivas e interactivas, entrega de ejercicios y problemas resueltos, exposición voluntaria de resultados.
Ponderación: 60%
Oportunidad de recuperación (julio) y extraordinaria:
La valoración será igual que en la oportunidad ordinaria. Los alumnos que no entregaron los trabajos propuestos a lo largo del cuatrimestre los deberán entregar antes de la fecha del examen teórico.
La asistencia a clase se valorará como un factor más en la evaluación continua, como se indica en el artículo 1 de la normativa de asistencia a clase en las enseñanzas oficiales de Grao y Máster de la Universidad de Santiago de Compostela, aprobada en CG de 25 de noviembre de 2024.
En el caso de realización fraudulenta de ejercicios o pruebas, será de aplicación lo recogido en la Normativa de avaliación do rendemento académico dos estudantes e de revisión de cualificacións.
En aplicación de la Normativa da ETSE sobre plaxio (aprobada por la Xunta de la ETSE el 19/12/2019), la copia total o parcial de algún ejercicio de prácticas o de teoría supondrá el suspenso en las dos oportunidades del curso, con la calificación de 0,0 en ambos casos.
Clases expositivas: 10 horas
Clases prácticas: 5 horas
Prácticas de laboratorio: 10 horas
Titorías: 3 horas
Trabajo personal del alumnado: 47 horas.
Total: 75 horas
Debido a la fuerte interrelación entre la parte teórica y la parte práctica, y a la progresividad en la presentación de conceptos muy relacionados entre sí en la parte teórica, es recomendable dedicar un tiempo de estudio o repaso diario.
Se utilizará el campus virtual de la USC para toda la docencia, publicación de material, guiones de prácticas y entregas de trabajos. También se usarán herramientas en la nube, como Google Colab o IBM Quantum Experience.
El idioma preferentes de impartición de las clases expositivas e interactivas es el castellano.
Anselmo Tomás Fernández Pena
Coordinador/a- Departamento
- Electrónica y Computación
- Área
- Arquitectura y Tecnología de Ordenadores
- Teléfono
- 881816439
- Correo electrónico
- tf.pena [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Catedrático/a de Universidad
| Miércoles | |||
|---|---|---|---|
| 15:00-17:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula 2 |
| 20.01.2026 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 2 |
| 18.06.2026 16:00-21:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 2 |