Construindo e Testando Qubits
Segunda-feira, 11h30 às 12h
Esta palestra abordará os princípios fundamentais e os desafios envolvidos no projeto, fabricação e caracterização de qubits. Os tópicos incluirão projeto de dispositivos, técnicas de microfabricação, medidas em baixas temperaturas e análise de coerência quântica. O objetivo é fornecer uma visão geral das etapas práticas e teóricas necessárias para desenvolver qubits supercondutores.
Alexandre de Souza
Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas
Possui graduação em Física pela Universidade Federal Fluminense (2000), mestrado (2003) e doutorado (2008) pelo Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF). Realizou pós-doutorados na Technische Universität Dortmund (Alemanha) e no Institute for Quantum Computing (IQC), da University of Waterloo (Canadá). Atualmente é pesquisador do CBPF e Cientista do Nosso Estado (CNE) pela FAPERJ. Atua na área de Física, com ênfase em Informação Quântica e Ressonância Magnética Nuclear (RMN), desenvolvendo pesquisas experimentais nas técnicas de RMN, detecção óptica de sinais de ressonância e em dispositivos supercondutores.
De Busca à Estrutura: Conectando Passeios Quânticos e Algoritmos Variacionais
Segunda-feira, 15h às 15h30
Algoritmos quânticos para busca e otimização podem ser vistos através de dois paradigmas complementares: circuitos quânticos variacionais e passeios quânticos. Cada um oferece insights distintos sobre como interferência, estrutura e parametrização moldam o desempenho computacional. Nesta palestra, explorarei conexões entre algoritmos variacionais inspirados em Grover e passeios quânticos espaciais em grafos, destacando resultados analíticos e numéricos de ambas as abordagens. Os tópicos incluirão limites de expressividade e desempenho no QAOA baseado em Grover, bem como o papel de potenciais e auto-laços na melhoria ou degradação da busca por passeios quânticos sob ruído realista. A discussão conclui com reflexões sobre como essas ideias informam o projeto, simulação e ensino de algoritmos de otimização quântica usando estruturas como o Qiskit.
Franklin de Lima Marquezino
Universidade Federal do Rio de Janeiro
Franklin de Lima Marquezino é Professor Associado da Universidade Federal do Rio de Janeiro (COPPE/Sistemas e Campus Duque de Caxias). Doutor em Modelagem Computacional pelo Laboratório Nacional de Computação Científica (2010), realizou pós-doutorado no Centro de Ciência da Computação Quântica da Universidade da Letônia (2024-2025). É co-autor do livro "A Primer on Quantum Computing" (Springer) e vencedor do Prêmio CAPES de Tese 2011. Membro do comitê editorial do periódico Theoretical Computer Science e de comitês científicos de conferências internacionais como IEEE Quantum Week. Sua pesquisa foca em algoritmos quânticos, passeios quânticos e aspectos teóricos da computação quântica, sendo reconhecido como IBM Qiskit Advocate por suas contribuições práticas na área.
Computação Quântica na Descoberta de Materiais
Segunda-feira, 15h30 às 16h
A aplicação da computação quântica está transformando a química e a ciência dos materiais. Nesta apresentação, delinearei como nossa equipe integra algoritmos quânticos com simulações de primeiros princípios e ferramentas de IA para aprimorar resultados na descoberta computacional de materiais. Como exemplos de aplicação, investigamos materiais para captura de dióxido de carbono e armazenamento de energia.
Dr. Mathias Steiner é físico e gerente de pesquisa na IBM com mais de 20 anos de experiência em P&D industrial. Como co-líder da iniciativa de Sustentabilidade da IBM Research, investiga a convergência entre inteligência artificial, nuvem híbrida e computação quântica para acelerar a descoberta de materiais. Ingressou na IBM em 2007 no TJ Watson Research Center (NY), onde conduziu pesquisas pioneiras em materiais funcionais e dispositivos nanométricos. Atualmente coordena uma equipe global de pesquisadores e lidera projetos estratégicos em sustentabilidade e tecnologias quânticas. É Fellow da American Physical Society, recebeu o Early Career Achievement Award da SPIE e múltiplos prêmios de destaque na IBM.
Sensores Quânticos de Micro-ondas com Átomos de Rydberg a Quente
Segunda-feira, 16h às 16h30
Sistemas de sensoriamento baseados em átomos oferecem vantagens excepcionais devido à sua calibração intrínseca como entidades quânticas. As propriedades físicas atômicas são idênticas para todos os átomos de dada espécie, independentemente de sua localização no universo. Esta estabilidade fundamental, ancorada em constantes naturais, proporciona benefícios relevantes, uma vez que sistemas atômicos são inerentemente imunes a variações de fabricação e efeitos de envelhecimento. Neste contexto, átomos de Rydberg têm atraído atenção significativa recentemente devido à sua extraordinária faixa de frequências de transição, estendendo-se de 1 MHz a 1 THz. Esta ampla gama origina-se do potencial de Coulomb, que gera série infinita de estados eletrônicos e, consequentemente, número infinito de transições de Rydberg. Tais transições exibem elementos de matriz de dipolo excepcionalmente grandes, frequentemente excedendo os da transição D* em átomos alcalinos por fatores de 100 a 1000. Tais propriedades conferem aos átomos de Rydberg sensibilidade extraordinária à radiação eletromagnética em todo seu espectro de transição. Neste seminário, discutirei o emprego de átomos de Rydberg a quente como sensores quânticos de micro-ondas e seu potencial para impulsionar avanços em tecnologias quânticas.
Luis Gustavo Marcassa
Instituto de Física de São Carlos/USP
Graduado em Física pelo Instituto de Física de São Carlos da USP, com doutorado em física atômica e molecular pela mesma instituição. Realizou estágio de doutoramento na University of Maryland e pós-doutorado na University of Michigan (EUA). Retornou ao Brasil em 1996 como professor assistente do IFSC. Obteve o título de Livre-Docente em 2001 e de Professor Titular em 2009 pelo IFSC-USP.
BosonSampling com Número Linear de Modos
Quinta-feira, 15h às 15h30
O BosonSampling figura entre os principais modelos candidatos à demonstração de vantagem computacional quântica. Contudo, persistem lacunas significativas entre os melhores resultados teóricos e o que pode ser implementado realisticamente em laboratório. Uma das principais lacunas concerne à relação de escala entre o número de modos (m) e o número de fótons (n) no experimento. A proposta original de Aaronson e Arkhipov, bem como aprimoramentos subsequentes, exigiam que m escalasse com n², enquanto a maioria dos experimentos do estado da arte opera tipicamente em regime onde m é linear em n. Nesta palestra, descreverei como nosso trabalho recente preenche essa lacuna ao fornecer evidências de que o BosonSampling mantém sua complexidade mesmo para m tão baixo quanto 2n. Revisarei o esquema utilizado em demonstrações de vantagem computacional no BosonSampling e outras propostas, e discutirei como superamos os novos desafios que emergem nesse regime.
Daniel Brod
Universidade Federal Fluminense
Possui graduação em Física (Bacharelado) pela Universidade de Brasília (2008) e doutorado em Física pela Universidade Federal Fluminense (2014) na área de Computação Quântica. Completou dois anos e meio de pós-doutorado no Perimeter Institute for Theoretical Physics, em Waterloo, no Canadá, e um ano de pós-doutorado na Universidade Federal Fluminense. Atualmente é professor do Instituto de Física na Universidade Federal Fluminense. Suas linhas de pesquisa incluem modelos restritos de computação quântica, computação quântica com óptica linear e com não linearidades cross-Kerr, e fundamentos de mecânica quântica.
Twin-Field QKD: Fundamentos e Desafios de Implementação
Sexta-feira, 15h às 15h30
O protocolo Twin-Field QKD (TF-QKD) foi proposto como uma solução inovadora para superar as limitações de máximo alcance em sistemas de criptografia quântica. Ao explorar a interferência entre estados coerentes fracos enviados por Alice e Bob e medidos em um nó intermediário, Charlie, o TF-QKD permite alcançar taxas de chave secreta que escalam de forma mais favorável com a distância, tornando os sistemas de QKD mais resilientes às perdas do canal.
Nesta palestra, serão discutidos os fundamentos e desafios experimentais do TF-QKD, incluindo a estabilização de fase e polarização em enlaces ópticos longos, a sincronização entre transmissores independentes e a mitigação de ruído. Serão também apresentadas novas arquiteturas de sistemas ópticos voltadas à integração de múltiplos nós em uma mesma rede quântica, viabilizando a implementação prática de uma infraestrutura metropolitana de comunicações quânticas.
Guilherme Penello Temporão
Pontifícia Universidade Católica do RJ
Possui doutorado em Engenharia Elétrica pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (2007), com 2 anos de estágio de doutoramento no Grupo de Física Aplicada da Universidade de Genebra (2004-2006). Atualmente é Professor Associado da PUC-Rio e leciona disciplinas de graduação e pós-graduação, além de atuar como pesquisador na área de comunicação quântica, metrologia quântica e computação quântica. É pesquisador principal do projeto Rede Rio Quântica e coordenador do NITeQ/PUC-Rio (Núcleo Interdisciplinar de Tecnologias Quânticas). Suas demais áreas de interesse incluem redes quânticas, instrumentação optoeletrônica e educação em Engenharia.
Custo de Energia Elétrica na Preparação Arbitrária de Estados com Circuitos Fotônicos Programáveis Integrados
Sexta-feira, 15h30 às 16h
À medida que as plataformas de computação quântica evoluem de provas de conceito laboratoriais para computadores em maior escala, e a tecnologia e os algoritmos amadurecem, torna-se importante começar a considerar qual pode ser o custo energético de usar computadores quânticos para executar tarefas significativas. Os circuitos fotônicos programáveis são tipicamente compostos por arranjos de Interferômetros de Mach-Zehnder (MZI), cada um equipado com dois moduladores de fase. Há mais de três décadas sabe-se que tais arranjos podem implementar operações unitárias arbitrárias em N modos ópticos, servindo como recursos para computações de amostragem de bósons (gaussianos) e operações arbitrárias em qudits. Embora não sejam universalmente completos por si só para computação quântica em qubits, é possível usá-los para implementar as portas necessárias, na computação quântica linear óptica (LOQC) baseada em portas (probabilística ou quasi-determinística), bem como para implementar as medições adaptativas na computação quântica fotônica baseada em medição e fusão (MBQC e FBQC). Neste trabalho, discutimos os custos energéticos relacionados à programação desses arranjos, considerando circuitos fotônicos integrados feitos de guias de onda e moduladores eletro-ópticos, para realizar a preparação arbitrária de estados quânticos. Esta tarefa foi escolhida porque sua dificuldade exponencial pode servir como um limite superior tentativo para o consumo de energia esperado de uma determinada plataforma. Focaremos em abordagens baseadas em portas, para as quais existem protocolos otimizados bem estabelecidos, e discutiremos as implicações para MBQC e FBQC, que são atualmente hegemônicas na LOQC.
Pierre Louis de Assis
Universidade de Campinas
Realizei minha graduação (2004), mestrado (2007) e doutorado (2011) na Universidade Federal de Minas Gerais. Entre 2012 e 2013 trabalhei em um pós-doutorado no Institut Néel, em Grenoble, França. Entre 2014 e 2016, retornei à UFMG para outro pós-doutorado. Desde 2017 sou professor no Departamento de Física Aplicada do IFGW. Desde o doutorado, trabalho na área de informação quântica experimental, com foco em óptica. Atualmente, meu principal interesse é o desenvolvimento de tecnologias importantes para tornar possível o processamento de informação quântica utilizando luz.
Além da Mitigação Estática de Ruído: Mitigação de erros quânticos SPAM resiliente à deriva temporal em computadores quânticos
Sexta-feira, 16h às 16h30
Apesar dos avanços significativos no hardware quântico, o ruído permanece um grande obstáculo para alcançar uma vantagem quântica prática. Embora a correção de erros quântico represente a solução de longo prazo, seus requisitos de recursos são inviáveis para os dispositivos quânticos atuais de escala intermediária ruidosa (NISQ). Na era NISQ, as técnicas de mitigação de erros quânticos são, portanto, essenciais para extrair resultados significativos. Esta apresentação introduz uma nova estrutura para mitigar erros de Preparação de Estado e Medição (SPAM). Nosso método é especificamente projetado para ser resiliente à deriva temporal, um desafio crítico para os métodos convencionais de calibração estática * e é totalmente compatível com outros protocolos QEM existentes.
Jader Pereira dos Santos
Universidade Hebraica de Jerusalém
Jader Pereira dos Santos é pesquisador de pós-doutorado na Universidade Hebraica de Jerusalém desde 2021, sob supervisão do Prof. Raam Uzdin. Realizou seu primeiro pós-doutorado na Universidade de São Paulo (2016-2020) com o Prof. Gabriel Teixeira Landi. É doutor em Física pela Universidade Federal do ABC (2011-2015), com período sanduíche na Queen's University Belfast sob supervisão do Prof. Mauro Paternostro, e mestre pela Universidade Estadual de Ponta Grossa (2009-2011), onde também se graduou (2005-2008), tendo sido orientado pelo Prof. Fernando Luis Semião da Silva em ambos os títulos. Sua pesquisa atual está focada no desenvolvimento e implementação de técnicas de mitigação de erros em computadores quânticos.
