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Computación Cuántica una perspectiva Científica y Tecnológica
Wilmer Contreras Sepulveda
J. Javier SANCHEZ-MONDRAGON
Braulio M. Villegas Martínez
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
Quantum computing
Quantum Interpreter
QUBITHUB
Quantum information processing
Quantum computing infrastructure
La computación cuántica y en general la información cuántica representa una revolución tecnológica y científica que aceleradamente impacta nuestro ámbito social. Asimismo, marcan el inicio de una era donde la información se procesa utilizando principios de la mecánica cuántica. Esta tecnología emergente promete superar las limitaciones de la computación clásica, ofreciendo avances significativos en campos tan diversos donde se han percibido demandas de cálculo complejo como son la medicina, la ingeniería, simulación de sistemas biológicos y hasta la mejora de algoritmos de búsqueda de información; pero sobre todo ya se percibe una nueva era con un creciente impacto social en conjunción con otras tecnologías científicas capacitantes emergentes como son la Inteligencia Artificial, machine Learning, robótica y otras. Sin embargo, para que todo esto sea realidad, no solo debemos quedarnos en la ciencia de la computación cuántica, sino también en la tarea operativa. El objetivo de esta tesis se centra precisamente en esta nueva visión social de la ciencia y la tecnología que incluye a los no expertos. Por una parte, esta tesis proporciona un análisis integral, pero básico, que prosigue el camino desde la información clásica hasta el procesamiento de la información cuántica; explorando la infraestructura de los computadores cuánticos y el desarrollo de algoritmos cuánticos. Esta visión coherente ha sido diseñada para establecer las bases comunes necesarias para ingenieros y físicos, facilitando una comprensión integral operativa de la computación cuántica. De allí que, como parte del objetivo de esta tesis, se presenta QUBITHUB una plataforma informática que no solo atiende a este ámbito, sino que, aprovechando la disponibilidad de cómputo cuántico en la nube, evita la sobre especialización que cada oferta compromete y se abre no solo a esta primera comunidad, sino a todo aquel interesado en cómputo cuántico, sea o no conocedor de sus bases científicas o tecnológicas. QUBITHUB sirve como un puente educativo y científico, disponible libremente en Qubithub.org, introduciendo al usuario final al fascinante mundo del uso de la computación cuántica mediante diversas herramientas interactivas. QUBITHUB fue desarrollada como parte de un Quantum Science Gateway, una iniciativa latinoamericana desarrollada en colaboración con la Dra. Sandra Guesing directora ejecutiva de la asociación de investigación de ingenieros de software de los estados unidos US-RSE.
Quantum computing and quantum information, in general, represent a technological and scientific revolution that is rapidly impacting our social sphere. They also mark the beginning of an era where information is processed using principles of quantum mechanics. This emerging technology promises to overcome the limitations of classical computing, offering significant advances in diverse fields that require complex computations, such as medicine, engineering, biological systems simulation, and even the improvement of information search algorithms. Above all, a new era is already perceived with a growing social impact in conjunction with other emerging enabling scientific technologies such as artificial intelligence, machine learning, robotics, and others. However, for all this to become a reality, we must not only focus on the science of quantum computing but also engage in the operational tasks of its computation. The objective of this thesis focuses precisely on this new social vision of science and technology that includes non-experts. On the one hand, this thesis provides a comprehensive, but basic, analysis that traces the path from classical information to quantum information processing. It explores the infrastructure of quantum computers and the development of quantum algorithms. This coherent vision has been designed to establish the common foundations necessary for engineers and physicists; facilitating a comprehensive understanding of quantum computing. QUBITHUB is one of the key objectives of this thesis. It is a computing platform that not only serves this field, but also avoids the over-specialization that each offering entails by taking advantage of the availability of quantum computing on the cloud. That way, it serves not only to this initial community but also to anyone interested in quantum computing; whether or not they are familiar with its scientific or technological foundations. QUBITHUB serves as an educational and scientific bridge, freely available at Qubithub.org. It introduces the lay user to the fascinating world of quantum computing through various interactive tools. QUBITHUB was developed as part of a Quantum Science Gateway, a Latin American initiative developed in collaboration with U.S.A. universities and organizations.
Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
2024-08
Tesis de maestría
Español
Estudiantes
Investigadores
Público en general
Contreras Sepúlveda, W., (2024), Computación Cuántica una perspectiva Científica y Tecnológica, Tesis de Maestría, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica.
ÓPTICA
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