QTM103 · Qubits, superposição e emaranhamento
Sobre o curso
Trabalhe na prática com um e vários qubits: visualize estados na esfera de Bloch, meça em bases diferentes, crie os quatro estados de Bell e veja como o ruído afeta a informação quântica real.
Para quem é
Quem conhece a matemática básica dos estados quânticos e quer aplicá-la ao comportamento real dos qubits usando o Qiskit.
Pré-requisitos
QTM102 (vetores, matrizes e probabilidade); noções de Python ajudam.
O que você será capaz de fazer
- Descrever qualquer estado puro de um qubit com os ângulos da esfera de Bloch e distinguir fase relativa de fase global
- Prever e verificar no Qiskit resultados de medição nas bases Z e X
- Criar e identificar os quatro estados de Bell e explicar o que o emaranhamento permite e o que não permite
- Explicar decoerência, tempos T1 e T2 e erro de leitura, estimando seu efeito em experimentos simples
Aulas
- Aula 1 · O qubit isolado e a esfera de Bloch
- Aula 2 · Medição e emaranhamento
- Aula 3 · Ruído, decoerência e qubits reais
- Aula 4 · Laboratório e atividade
Laboratório: Esferas de Bloch e estados de Bell no Qiskit
Você prepara estados de um qubit com portas de rotação, desenha-os na esfera de Bloch e mede em duas bases. Depois cria os quatro estados de Bell, coleta 2.000 shots de cada um e compara as correlações. Por fim, acrescenta um modelo de ruído simples para ver como os erros de leitura distorcem os resultados.
Ferramentas gratuitas: Google Colab (gratuito) com Qiskit e as ferramentas Statevector de qiskit.quantum_info
Atividade avaliada
Produza um relatório de laboratório curto que responda a três perguntas com evidências do seu notebook. Primeira: como a distribuição medida muda quando você gira um qubit do polo norte até o equador da esfera de Bloch? Segunda: como os quatro estados de Bell diferem nas correlações nas bases Z e X? Terceira: quanto erro de leitura é preciso para que a correlação de um estado de Bell caia abaixo de 90%? Inclua gráficos, tabelas e um parágrafo explicando para que o emaranhamento serve e para que não serve.
| Critério | Peso | Como é um trabalho excelente |
|---|---|---|
| Desenho experimental | 25% | Cada pergunta é testada com um circuito claro, shots suficientes e mudanças controladas. |
| Resultados corretos | 30% | As distribuições medidas batem com a teoria dentro do erro de amostragem, e os desvios são explicados. |
| Visualização | 20% | Esferas de Bloch, histogramas e tabelas estão identificados e fáceis de ler. |
| Explicação conceitual | 25% | Explica com precisão fase, bases de medição, limites do emaranhamento (sem sinal mais rápido que a luz, sem clonagem) e ruído. |
Peça de portfólio
Um relatório de laboratório em Qiskit com esferas de Bloch, tabelas de correlação dos estados de Bell e análise de sensibilidade ao ruído.
Próximo passo
Continue com QTM104 · Portas e circuitos quânticos · 6 horas · R$ 60,00
Conteúdo do curso
QTM103 · Qubits, superposição e emaranhamento (6 h)
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Aula 1 · O qubit isolado e a esfera de Bloch
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Aula 2 · Medição e emaranhamento
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Aula 3 · Ruído, decoerência e qubits reais
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Aula 4 · Laboratório e atividade
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QTM103 Avaliação · Qubits, superposição e emaranhamento