Trabalho de conclusão de curso - André Nogueira Ribeiro

Proposta de Trabalho: Implementação de um Plano de Controle para Redes Quânticas utilizando Passeios Quânticos.

Introdução:

• Passeios quânticos são uma ferramenta algorítmica poderosa na computação quântica. Eles se mostraram universais para a computação quântica e proporcionaram otimizações em um grande conjunto de aplicações. Apesar de toda a sua generalidade e propriedades, passeios quânticos são simples. Em particular, passeios quânticos em tempo discreto são descritas pelo produto de dois operadores, conhecidos como "coin" e "shift", que são suficientes para implementar algoritmos quânticos arbitrários. Este projeto visa explorar passeios quânticos no contexto de redes quânticas. Foi demonstrado anteriormente (Universal Quantum Walk Control Plane for Quantum Networks) que passeios quânticos podem ser usadas para controlar operações quânticas distribuídas em nós da rede sob a suposição de que os nós da rede tenham acesso a portas e memórias quânticas ideais. Neste projeto, que é uma extensao do artigo mencionado, faremos uma implementação do plano de controle apresentado no artigo, de modo a considerar a quantidade de qubits utilizados em cada nó, as operações que devem ser realizadas e como elas serão realizadas.

Objetivos:

• Implementar o plano de controle descrito matematicamente em Universal Quantum Walk Control Plane for Quantum Networks, considerando a quantidade de qubits em cada nó e as operações a serem realizadas.
• Investigar a complexidade das operações.
• Avaliar a eficiência do plano de controle em diferentes cenários de aplicação, identificando suas vantagens e limitações.

Passos Importantes:

• Estudo e compreensão do artigo Universal Quantum Walk Control Plane for Quantum Networks: Este passo é fundamental para entender os fundamentos teóricos e as técnicas utilizadas no plano de controle proposto.
• Desenvolvimento da implementação do plano de controle: Inicialmente, será feita uma implementação do plano de controle de maneira puramente teórica, de modo a definir a codificação entre a descrição matemática e a deste projeto.
• Avaliação de desempenho: Será realizada uma comparação do plano de controle considerando as diferentes codificações propostas.
• Implementação do plano de controle em simulação: Será feita uma implementação do plano de controle em ambiente simulado, permitindo uma análise mais detalhada.
• Análise final: Serão compilados os resultados obtidos, destacando insights, descobertas e desafios encontrados durante o projeto. Uma monografia final será elaborada, descrevendo o trabalho realizado, as contribuições e possíveis direções futuras.

Cronograma Aproximado:

• Mês 1-2: Estudo e compreensão do trabalho de Matheus Guedes.
• Mês 3-4: Desenvolvimento da implementação do plano de controle.
• Mês 5: Avaliação de desempenho.
• Mês 6-7: Implementação do plano de controle em simulação.
• Mês 8: Análise final.
• Mês 9-10: Construção e revisão da monografia.

Este projeto busca contribuir para o avanço da computação quântica, explorando novas possibilidades de controle e manipulação de informações em redes quânticas. A implementação bem-sucedida do plano de controle proposto pode abrir caminho para aplicações práticas em comunicação quântica, criptografia e computação distribuída.