TY - BOOK AU - Mastriani,Mario AU - Naiouf,Ricardo Marcelo TI - Memorias matriciales correlacionadas cuánticas, simples y mejoradas: una propuesta para su estudio y simulación sobre GPGPU PY - 2014/// KW - COMPUTACIÓN CUÁNTICA KW - arquitecturas multicapas N1 - Tesis (Doctorado en Ciencias Informáticas) - Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Informática, 2014; Capítulo 1: Física Cuántica -- 1 Fundamentos de la Mecánica Cuántica -- 1.1 Antecedentes -- 1.2 Postulados -- 1.2.1 Descripción del estado de un sistema -- 1.2.2 Descripción de cantidades físicas -- 1.2.3 Medición de cantidades físicas -- 1.2.4 Reducción del paquete de ondas -- 1.2.5 Evolución Temporal -- 1.2.6 Postulado de simetrización -- 1.2.7 Variables de Espín -- 1.3 Experimento de la doble rendija -- 1.4 El gato de Schrödinger -- 1.5 Entrelazamiento cuántico -- 1.6 Estados de Bell -- 1.7 Desigualdades de Bell -- 1.8 Cuantificación del entrelazamiento -- 1.9 Dinámica de partículas con Espín -- 1.9.1 Tratamiento mecánico cuántico -- 1.10 Conclusiones del capítulo -- Capítulo 2: Computación Cuántica -- 2 Computación Cuántica -- 2.1 El cubit -- 2.2 Representación y Medición del estado de un cubit -- 2.3 Definición de la Esfera de Bloch -- 2.3.1 Deducción de la Esfera de Bloch -- 2.4 Medición -- 2.5 Circuito Cuántico -- 2.6 Compuertas cuánticas de un solo cubit -- 2.6.1 Compuerta Hadamard -- 2.6.2 Compuerta de corrimiento de fase -- 2.6.3 Rotación de la esfera de Bloch -- 2.7 Compuertas de control y generación de entrelazamiento -- 2.7.1 CNOT (NO-controlada) -- 2.7.2 Bases de Bell -- 2.8 Compuertas Cuánticas Universales -- 2.8.1 Compuerta Toffoli -- 2.8.2 Compuerta Ck-U -- 2.8.3 Preparación del estado inicial -- 2.8.4 Errores Unitarios -- 2.9 Algoritmos Cuánticos -- 2.9.1 Interferencia Cuántica -- 2.9.2 Algoritmo de Deutsch -- 2.9.3 Algoritmo de Deutsch-Jozsa -- 2.9.4 Transformada Cuántica de Fourier -- 2.9.5 Algoritmo de Factorización de Shor -- 2.9.6 Algoritmo de Grover -- 2.10 Máquina Universal de Turing Cuántica -- 2.10.1 Máquina de Turing Cuántica -- 2.10.2 Máquina Universal de Turing Cuántica -- 2.11 Conclusiones del capítulo -- Capítulo 3: Arquitectura de computadora cuántica tolerante a fallos -- 3.1 Introducción -- 3.1.1 Trabajo previo sobre arquitectura de computadora cuántica -- 3.1.2 Marco de capas -- 3.1.3 Interacción entre capas -- 3.1.4 Plataforma de hardware PCECO -- 3.2 Capa I: Física -- 3.2.1 Cubit físico -- 3.2.2 Sistema anfitrión -- 3.2.3 Mecanismo de compuerta de 1 cubit -- 3.2.4 Mecanismo de compuerta de 2 cubits -- 3.2.5 Lectura de medición -- 3.2.6 Fuentes ruidosas y errores -- 3.2.7 Resumen del rendimiento del hardware -- 3.3 Capa II: Virtual -- 3.3.1 Cubit virtual -- 3.3.2 Compuerta virtual -- 3.3.3 Medición de los cubits virtuales -- 3.4 Capa III: Corrección de Error Cuántico -- 3.4.1 Estimando el poder necesario de corrección de errores -- 3.4.2 Marcos de Pauli -- 3.5 Capa IV: Lógica -- 3.5.1 Compuertas fundamentales y marco lógico de Pauli -- 3.5.2 Destilación de estado-lógico -- 3.5.3 Compuerta de fase lógica sin medición -- 3.5.4 Aproximación arbitraria a las compuertas lógicas -- 3.6 Capa V: Aplicación -- 3.6.1 Elementos de la capa de aplicación -- 3.6.2 Algoritmo de Shor -- 3.6.3 Simulación Cuántica -- 3.6.3.1 Algoritmo de Shor -- 3.6.3.2 Simulación Cuántica -- 3.6.4 Computación cuántica a gran escala -- 3.7 Consideraciones temporales -- 3.8 Arquitectura de computadora cuántica tolerante a fallos -- 3.8.1 UAL cuántica -- 3.8.2 Memoria cuántica -- 3.8.3 Alambres cuánticos -- 3.8.4 Diseño multicapa -- 3.9 Conclusiones del capítulo -- Capítulo 4: Simulación de Algoritmos Cuánticos sobre GPGPU -- 4 Introducción -- 4.1 Trabajo relacionado -- 4.2 Compute Unified Device Architecture (CUDA) -- 4.3 Simulación de datos en forma paralela -- 4.3.1 Transformación diagonal unitaria -- 4.3.2 Compuerta de 1-cubit aplicada a un solo cubit -- 4.3.3 Compuertas controladas -- 4.3.4 Redes de compuertas -- 4.4 Implementación -- 4.4.1 Implementación conciente de coalescencia -- 4.4.2 Implementación compuerta-a-compuerta -- 4.5 Resultados experimentales -- 4.5.1 Impacto de la coalescencia -- 4.5.2 Impacto de la cardinalidad -- 4.5.3 Ancho de banda -- 4.5.4 Escalabilidad -- 4.6 Conclusiones del capítulo -- Capítulo 5: Procesos de Ortogonalización Clásico, Booleano y Cuántico con sus Inversas -- 5 Introducción -- 5.1 Procesos de Ortogonalización Clásicos (POCl) -- 5.1.1 Procesos de Ortogonalización de Gram-Schmidt (POGS) -- 5.1.1.1 Versión Algebraica -- 5.1.1.2 Versión Algorítmica -- 5.1.2 Inversa del POGS (IPOGS) -- 5.1.2.1 Versión Algebraica para la IPOGS -- 5.1.2.2 Versión Algorítmica para la IPOGS -- 5.1.3 POGS Mejorado (POGSMe) -- 5.1.3.1 Versión Algebraica para la Mejora de la Estabilidad -- 5.1.3.2 Versión Algorítmica para la Mejora de la Estabilidad -- 5.1.3.3 Versión Algorítmica del POGSMe -- 5.1.4 Prueba de Performance -- 5.1.4.1 Tasa Dimensional de Entrada-Salida (TDES) sin mejora de la estabilidad -- 5.1.4.2 Tasa Dimensional de Entrada-Salida (TDES) con mejora de la estabilidad -- 5.1.5 Rutinas empleadas -- 5.2 Procesos de Ortogonalización Booleanos (POB) -- 5.2.1 Versiones Algebraica y Algorítmica del POB -- 5.2.1.1 Ortogonalidad en el Sentido Booleano -- 5.2.1.2 Independencia Lineal en el Sentido Booleano -- 5.2.1.3 Versión Algebraica del POB -- 5.2.1.4 Versión Algorítmica del POB -- 5.2.1.5 Simulación del Algoritmo POB -- 5.2.2 Arquitectura Escalable como Red Ortogonalizadora Booleana Sistólica (ROBS) -- 5.2.2.1 Versión 1 del ROBS -- 5.2.2.2 Versión 2 del ROBS -- 5.3 Proceso de Ortogonalización Cuántico (POCu) -- 5.3.1 Prolegómenos al Algebra Cuántica -- 5.3.1.1 Operaciones Aritméticas Necesarias -- 5.3.1.2 Notación propuesta -- 5.3.2 Red Ortogonalizadora Cuántica Sistólica (ROCS) -- 5.3.3 Ortogonalidad antes y después de la medición -- 5.3.4 Verificación de la ortogonalidad y su interpretación -- 5.4 Conclusiones del capítulo -- Capítulo 6: Memorias Matriciales Correlacionadas Cuántica, Booleana y Clásica -- 6 Introducción -- 6.1 Memoria Matricial Correlacionada Cuántica (MMCCu) -- 6.1.1 Prolegómenos -- 6.1.2 MMCCu -- 6.1.2.1 Concepto de Memoria -- 6.1.2.2 Memoria Cuántica -- 6.1.2.3 Entrenamiento de la MMCCu (training) -- 6.1.2.4 Funcionamiento una vez entrenada de la MMCCu (recall) -- 6.1.2.5 MMCCu Mejorada (MMCCuMe) -- 6.1.2.6 Correlación testigo de los patrones de training y recall -- 6.2 Memoria Matricial Correlacionada Booleana Mejorada (MMCBMe) -- 6.2.1 Memoria Matricial Correlacionada Booleana (MMCB) -- 6.2.2 Recuperación (recall) -- 6.3 Memoria Matricial Correlacionada Clásica Mejorada (MMCClMe) -- 6.3.1 Memoria Matricial Correlacionada Clásica (MMCCl) -- 6.3.2 Recuperación (recall) -- 6.4 Conclusiones del capítulo -- Capítulo 7: Simulaciones -- 7 Introducción -- 7.1 Experimento 1 -- 7.2 Experimento 2 -- 7.3 Experimento 3 -- 7.4 Experimento 4 -- 7.5 Experimento 5 -- 7.6 Experimento 6 -- 7.7 Conclusiones del capítulo -- Capítulo 8: Conclusiones -- 8 Conclusiones -- Glosario y Acrónimos -- Bibliografía -- Sinopsis Curricular UR - http://catalogo.info.unlp.edu.ar/meran/getDocument.pl?id=2634 ER -