Introduction to Classical and Quantum Computing

Synopsis of Introduction to Classical and Quantum Computing

Este libro es una introducción a la computación clásica y cuántica, ideal para estudiantes que deseen aprender computación cuántica más allá de un nivel conceptual, pero que carezcan de una formación avanzada en matemáticas. El único requisito previo es trigonometría, y las matemáticas más allá de eso se cubrirán, incluyendo álgebra lineal. El texto comienza con una visión general significativa de la computación clásica, desde cómo suman los números hasta sus límites computacionales, y refleja muchos de los temas de computación cuántica que se cubren más adelante. Luego, la investigación de la computación cuántica comienza con un solo qubit y puertas cuánticas que actúan sobre él, primero usando geometría y álgebra elemental, y luego usando álgebra lineal. Se utilizan sistemas de álgebra computacional y se incluye código para Mathematica y SageMath. Después de un qubit, se cubren los sistemas multi-qubit, incluyendo cómo las computadoras cuánticas suman números, conjuntos de puertas universales y corrección de errores. Después de esto, los lectores aprenden a programar circuitos cuánticos en procesadores cuánticos reales utilizando IBM Quantum Experience. Posteriormente, se exploran el entrelazamiento y los protocolos cuánticos. Finalmente, se examinan los algoritmos cuánticos, culminando en el algoritmo de Shor para la factorización. Se utiliza abundantemente el simulador cuántico Quirk a lo largo de todo el libro. Por último, se ofrece una breve discusión sobre las carreras en computación cuántica, junto con algunos posibles temas técnicos para aprender a continuación.