QTM102 · A matemática necessária: vetores, matrizes e probabilidade

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Sobre o curso

Aprenda exatamente a matemática que a computação quântica usa, e nada além: vetores, números complexos, matrizes e probabilidade, praticados passo a passo em um notebook Python gratuito.

Explorar · 4 horas · 4 aulas, um laboratório, uma atividade avaliada e uma peça de portfólio

Para quem é

Quem se sente à vontade com álgebra do ensino médio e quer as ferramentas matemáticas para acompanhar circuitos quânticos com segurança.

Pré-requisitos

Recomenda-se o QTM101; é necessária álgebra do ensino médio.

O que você será capaz de fazer

  • Representar estados de qubit como vetores e calcular seu comprimento e produto interno
  • Fazer contas básicas com números complexos, incluindo módulo e conjugado
  • Multiplicar matrizes por vetores à mão e no NumPy para aplicar portas simples
  • Calcular probabilidades de medição e valores esperados a partir das amplitudes

Aulas

  • Aula 1 · Vetores e números complexos
  • Aula 2 · Matrizes como operações
  • Aula 3 · Probabilidade e vários qubits
  • Aula 4 · Laboratório e atividade

Laboratório: Matemática quântica com NumPy

Você monta estados de qubit como arrays do NumPy, confere se estão normalizados e aplica matrizes de portas com multiplicação de matrizes. Calcula probabilidades de medição e depois simula 1.000 medições com amostragem aleatória para comparar as contagens com a teoria. Por fim, monta um estado de dois qubits com o produto de Kronecker.

Ferramentas gratuitas: Google Colab (gratuito) com Python e NumPy

Atividade avaliada

Resolva uma lista de dez exercícios sobre vetores, números complexos, multiplicação de matriz por vetor, normalização, probabilidades e produto tensorial. Resolva cada exercício primeiro à mão, mostrando os passos, e depois confira no notebook do Colab. Em dois exercícios, simule 1.000 medições e compare as frequências observadas com as probabilidades teóricas. Escreva um parágrafo curto explicando as diferenças que encontrar.

Critério Peso Como é um trabalho excelente
Cálculos à mão corretos 35% Os dez exercícios estão corretos, com passos claros e lógicos.
Verificação no notebook 25% O notebook reproduz todas as respostas, com código legível e comentado.
Simulação e interpretação 25% As frequências simuladas são comparadas com a teoria e as diferenças explicadas pela variação de amostragem.
Apresentação 15% O trabalho é organizado, identificado e usa notação consistente.

Peça de portfólio

Um notebook do Colab comentado que implementa do zero estados de qubit, matrizes de portas, probabilidades e produto tensorial.

No seu ritmo, com 12 meses de acesso. Dúvidas são respondidas por escrito pelo painel do aluno. Ao concluir o curso, você recebe um registro de conclusão.

Próximo passo

Continue com QTM103 · Qubits, superposição e emaranhamento · 6 horas · R$ 60,00

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O que você aprenderá?

  • Representar estados de qubit como vetores e calcular seu comprimento e produto interno
  • Fazer contas básicas com números complexos, incluindo módulo e conjugado
  • Multiplicar matrizes por vetores à mão e no NumPy para aplicar portas simples
  • Calcular probabilidades de medição e valores esperados a partir das amplitudes

Conteúdo do curso

QTM102 · A matemática necessária: vetores, matrizes e probabilidade (4 h)
Aprenda exatamente a matemática que a computação quântica usa, e nada além: vetores, números complexos, matrizes e probabilidade, praticados passo a passo em um notebook Python gratuito.

  • Aula 1 · Vetores e números complexos
  • Aula 2 · Matrizes como operações
  • Aula 3 · Probabilidade e vários qubits
  • Aula 4 · Laboratório e atividade
  • QTM102 Avaliação · A matemática necessária: vetores, matrizes e probabilidade
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