QTM106 · Algoritmos quânticos e aplicações reais

Estude os algoritmos que definem a computação quântica, da transformada quântica de Fourier, estimativa de fase e algoritmo de Shor à busca de Grover e aos métodos variacionais, e avalie com realismo onde eles se aplicam na indústria e na segurança.

Avançar · 8 horas · 4 aulas, um laboratório, uma atividade avaliada e uma peça de portfólio

Para quem é

Desenvolvedores, analistas e estrategistas de tecnologia que já programam em Qiskit e querem entender e avaliar algoritmos quânticos a fundo.

Pré-requisitos

QTM105; segurança com Python, NumPy e conceitos básicos de otimização.

O que você será capaz de fazer

• Explicar como a transformada quântica de Fourier e a estimativa de fase sustentam o algoritmo de Shor e por que ele ameaça RSA e curvas elípticas
• Implementar o algoritmo de Grover e calcular o número ideal de iterações para um espaço de busca
• Montar e otimizar um circuito QAOA para um problema MaxCut pequeno e comparar com uma solução clássica
• Avaliar uma aplicação industrial proposta quanto à vantagem quântica, usando critérios de recursos, carga de dados e referência clássica

Aulas

• Aula 1 · QFT, estimativa de fase e o algoritmo de Shor
• Aula 2 · Busca de Grover e algoritmos variacionais
• Aula 3 · Aplicações, evidências e migração pós-quântica
• Aula 4 · Laboratório e atividade

Laboratório: Busca de Grover e QAOA para MaxCut

Você implementa o algoritmo de Grover em três qubits com um oráculo de fase, varia o número de iterações e vê a probabilidade de acerto subir e cair. Depois formula o MaxCut de um grafo de cinco regiões de entrega como um hamiltoniano de Ising, monta circuitos QAOA de profundidade 1 e 2 e otimiza os parâmetros com SciPy usando o Estimator. Por fim, compara o melhor corte com a resposta clássica por força bruta.

Ferramentas gratuitas: Google Colab (gratuito) com Qiskit, SciPy e NetworkX

Atividade avaliada

Escreva uma avaliação técnica de uma aplicação quântica proposta num setor à sua escolha, como otimização de carteiras para um banco, materiais para baterias numa indústria ou roteirização para uma empresa de entregas. Descreva a família de algoritmos que seria usada, estime qubits e profundidade necessários com base em estimativas de recursos publicadas e identifique a melhor referência clássica. Inclua um notebook de prova de conceito (Grover, QAOA ou VQE) numa versão simplificada do problema e compare com o resultado clássico. Conclua com um prazo realista e uma recomendação do que a organização deve fazer nos próximos dois anos.

Peça de portfólio

Um relatório de avaliação de aplicação quântica com prova de conceito funcional em Grover, QAOA ou VQE e comparação clássica.

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.