QTM102 · A matemática necessária: vetores, matrizes e probabilidade
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.
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.
Próximo passo
Continue com QTM103 · Qubits, superposição e emaranhamento · 6 horas · R$ 60,00
Conteúdo do curso
QTM102 · A matemática necessária: vetores, matrizes e probabilidade (4 h)
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Aula 1 · Vetores e números complexos
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Aula 2 · Matrizes como operações
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Aula 3 · Probabilidade e vários qubits
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Aula 4 · Laboratório e atividade
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QTM102 Avaliação · A matemática necessária: vetores, matrizes e probabilidade
