Pesquisa em computação quântica propõe otimização inédita na decomposição de operadores
O Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação do Centro de Informática (CIn) da UFPE alcança mais um marco histórico com a realização de sua 700ª defesa de doutorado.
A tese “Decomposition of multicontrolled single-qubit special unitary operators” será defendida por Rafaella Ferreira do Vale, sob orientação do professor Adenilton José da Silva. A apresentação acontece no dia 27 de março de 2026, às 14h, em formato virtual, com transmissão aberta ao público através deste link.
Inserido no campo da computação quântica, o trabalho investiga estratégias para lidar com limitações de dispositivos quânticos atuais, conhecidos como NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum), que ainda operam sob condições de ruído e restrições técnicas. Durante o doutorado, a discente teve uma publicação no periódico IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems.
A banca examinadora reúne especialistas de diferentes instituições e áreas:
Prof. Stefan Michael Blawid (CIn-UFPE)
Profa. Regina Melo Silveira (USP/ Departamento de Engenharia de Computação e Sistemas Digitais)
Prof. Israel Ferraz de Araújo (Data Cybernetics)
Prof. Wilson Rosa de Oliveira Junior (UFRPE / DEINFO)
Profa. Jerusa Marchi (UFSC / Depto de Informática e Estatística)
Resumo:
Avanços recentes na computação quântica têm ganho atenção significativa da comunidade científica, impulsionando intensivas iniciativas em pesquisa e desenvolvimento. Tais esforços visam aproveitar fenômenos quânticos para a abordagem de problemas computacionalmente desafiadores. Em busca de desvendar essas capacidades, a investigação de estratégias para superar as limitações de dispositivos quânticos ruidosos de escala intermediária (NISQ) surgiu como uma fronteira decisiva. Essa linha de pesquisa tem o potencial de facilitar aplicações práticas iminentes de tecnologias quânticas. Este trabalho se concentra na decomposição de operadores quânticos de múltiplos controles para auxiliar na mitigação de algumas das restrições de dispositivos NISQ. Em particular, operadores unitários especiais de grau 2 com n qubits e múltiplos controles são de interesse. Aprimoramos a síntese desses operadores, em comparação com o estado da arte no momento da proposta, reduzindo a quantidade de operadores CNOTs necessários de O(28n) para O(20n) (ou O(16n) se a matriz do operador unitário especial possui diagonal principal ou secundária com elementos reais). Esse resultado motiva empenhos futuros para a busca de abordagens mais econômicas para decompor qualquer operador de um qubit com múltiplos controles.
Palavras-chave: Computação quântica. Circuitos quânticos. Otimização de circuitos quânticos. Decomposição de portas quânticas.
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